【導(dǎo)讀】系統(tǒng)設(shè)計方案和結(jié)構(gòu)圖·································4. 煤礦中瓦斯?jié)舛葯z測技術(shù)要求··························4. 煤礦瓦斯傳感器的電路設(shè)計····························5. 主控器MSP430F169的簡單介紹·······················9. LCD12864液晶顯示電路·······························11

　　

【正文】 SerialApp_TaskID = task_id； = 0； // = 0； //間接地址暫不設(shè)定 // = (afAddrMode_t)AddrNotPresent； //間接地址模式綁定 = AddrBroadcast； //廣播地址 = 0xFFFF； = 0； = 0xFFFF； = AddrBroadcast； 這段程序使用廣播地址對所有的設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)。接下來需要注冊端口以及配置和注冊各種 HAL 資源。 afRegister( (endPointDesc_t *)amp。SerialApp_epDesc )； RegisterForKeys( task_id )； 串口資源注冊和開啟代碼為： = TRUE； = SERIAL_APP_BAUD； = TRUE； = SERIAL_APP_THRESH； = SERIAL_APP_RX_MAX； = SERIAL_APP_TX_MAX； = SERIAL_APP_IDLE； 24 = TRUE； if SERIAL_APP_LOOPBACK = rxCB_Loopback； else = rxCB； endif HalUARTOpen (SERIAL_APP_PORT, amp。uartConfig)； if defined ( LCD_SUPPORTED ) HalLcdWriteString( SerialApp2, HAL_LCD_LINE_2 )； endif 完成 以上處理后就可以將本設(shè)備注冊到 ZDO 設(shè)備對象，使用操作系統(tǒng)和協(xié)議棧來完成應(yīng)用任務(wù)。注冊函數(shù)如下所示： ZDO_RegisterForZDOMsg( SerialApp_TaskID, End_Device_Bind_rsp )； ZDO_RegisterForZDOMsg( SerialApp_TaskID, Match_Desc_rsp )； 數(shù)據(jù)通信 在初始化程序中已經(jīng)述及，串口初始化時指定了接收回調(diào)函數(shù)，一旦串口收到的數(shù)據(jù)填滿了緩沖區(qū)就會調(diào)用回調(diào)函數(shù)將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)無線發(fā)送，因此回調(diào)函數(shù)完成的是 將緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)發(fā)送的任務(wù)。 串口接收回調(diào)函數(shù) rxCB 定義了兩個串口接收緩沖區(qū)： otaBuf和 otaBuf2。當(dāng) otaBuf 中無數(shù)據(jù)，處于空閑狀態(tài)時，由 otaBuf接收串口數(shù)據(jù)；當(dāng) otaBuf 中保留有數(shù)據(jù)，正等待接收節(jié)點發(fā)送接收數(shù)據(jù)響應(yīng)或由于某些原因正在重新個接收節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)時，可 25 通過 otaLen2 接收數(shù)據(jù)；當(dāng) otaBuf 和 otaBuf2 都沒有處在空閑狀態(tài)時，說明數(shù)據(jù)沒有及時發(fā)送到接收節(jié)點，發(fā)生了數(shù)據(jù)累積，緩沖區(qū)被占用，需要行進流量控 制，所以直接退出接受回調(diào)函數(shù)，暫不接受數(shù)據(jù)。其程序清單如下所示。 static void rxCB( uint8 port, uint8 event ) { uint8 *buf, len； if ( otaBuf2 ) { return； } if ( !(buf = osal_mem_alloc( SERIAL_APP_RX_CNT )) ) { return； } len = HalUARTRead( port, buf+1, SERIAL_APP_RX_CNT1 )； if ( !len ) // Length is not expected to ever be zero. { osal_mem_free( buf )； return； } if ( otaBuf ) { otaBuf2 = buf； otaLen2 = len； 26 } else { otaBuf = buf； otaLen = len； osal_set_event( SerialApp_TaskID, SERIALAPP_MSG_SEND_EVT )； } } 在回調(diào)函數(shù)中向操作系統(tǒng)拋出發(fā)送數(shù)據(jù)事件SERIALAPP_MSG_SEND_EVT，將觸 發(fā)事件處理函 數(shù) SerialApp_ProcessEvent 去調(diào)用真正的發(fā)送函數(shù) SerialApp_SendData,將數(shù)據(jù)無線發(fā)送到接收節(jié)點。 27 四、 結(jié)論與展望 在煤礦安全問題中，瓦斯氣體濃度是煤礦安全監(jiān)測的重要指標(biāo)之一。 本次課程設(shè)計 分析了現(xiàn)有煤礦瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)的特點，結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，提出了基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的煤礦瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計思想。進而根據(jù)已有的設(shè)計思想將基于無線 傳感器網(wǎng)絡(luò)的煤礦瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)分為采集與傳輸系統(tǒng)和監(jiān)測與管理系統(tǒng) 。硬件設(shè)計從它的功能開始考慮，建立了由傳感器模塊、控制器模塊、無線 通信模塊和電源模塊組成的硬件模型，對各模塊又分別進行了元器件的選型和具體電路的設(shè)計。軟件設(shè)計同樣從功能開始考慮，將軟件實現(xiàn)分為瓦斯數(shù)據(jù)采集與處理模塊和瓦斯數(shù)據(jù)傳輸模塊進行設(shè)計 ， 著重對瓦斯數(shù)據(jù)傳輸模塊中的路由協(xié)議進行了分析、設(shè)計。 介紹了 Zigbee 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在瓦斯采集方面的應(yīng)用，詳細介紹了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計包括 Zigbee 網(wǎng)絡(luò)模塊的設(shè)計和瓦斯采集模塊 等模塊 的設(shè)計。利用 MSP430F169 芯片控制 A/D 模塊將傳感器的電信號變成了數(shù)字信號，并通過串口將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絑igbee 終端節(jié)點，通過網(wǎng)關(guān)傳輸?shù)娇刂剖?，完成?井下瓦斯?jié)舛鹊膶崟r監(jiān)控。系統(tǒng)工作電壓 ，工作電流 110mA，反應(yīng)速度10 秒以內(nèi)，采集頻率 1 次 /10 分鐘。 目前， Zigbee 技術(shù)受其廉價、節(jié)能和安全性高等優(yōu)點已經(jīng)得到了行業(yè)的廣泛支持和推廣，但受其穿透能力的影響，它在長距離傳輸和使用還在探索、改進中。隨著技術(shù)的進步相信其在傳感器信號采集領(lǐng)域、消費類電子、家庭自動化以及汽車、精確農(nóng)業(yè)和醫(yī)院領(lǐng)域等方面的應(yīng)用將會非常廣泛。 28 五、 心得與體會 本次 課程設(shè)計主要是針對煤礦瓦斯?jié)舛冗M行采集轉(zhuǎn)化成電信號，并把結(jié)果通過無線傳輸技術(shù)發(fā)射到監(jiān)控室終端，從而達到對煤礦瓦斯信息行 實時監(jiān)控的目的 。該系統(tǒng)以單片機 MSP430 為控制核心， 以 CC2530 為發(fā)射模塊的核心。 通過瓦斯?jié)舛葌鞲衅鲗⒕峦咚節(jié)舛葌鹘o MSP430， 如果超標(biāo) 則發(fā)出聲光報警，并且通過 ZigBee 無線傳輸技術(shù)實時地把瓦斯信息發(fā)送到監(jiān)控室終端 。 在短短的四周時間內(nèi)完成基于無線傳感器的瓦斯檢測模塊設(shè)計，我想這是一件很有困難的事情， 而且在所設(shè)計上肯定也會存在很多不足的地方。 每一個模塊的設(shè)計對于整個系統(tǒng)來說是很重要的部分， 要考慮 到 硬件設(shè)計 和軟件設(shè)計的有機結(jié)合。 在 系統(tǒng)設(shè)計上我們還很缺乏實際的設(shè)計經(jīng)驗，在 硬件上的設(shè)計其實還存在很多的問 題， 硬件電路的設(shè)計往往會影響系統(tǒng)的實用性和穩(wěn)定性，所以在這一方面我們很需要加強。 從中也認識到之前所學(xué)的電路，模電等專業(yè)知識的重要性， 等到要用的時候再去查找其實已經(jīng)比較模糊了。也說明了，我們在平時的學(xué)習(xí)中學(xué)得不扎實，當(dāng)然也缺少實踐的鍛煉。 在軟件設(shè)計方面，其實也很重要， 一個好的軟件設(shè)計會是系統(tǒng)運行都更加準確和快速。 但平常在程序的設(shè)計上沒有下功夫所以也使得整個系統(tǒng)設(shè)計難度的加大。 所以這些都是我們以后所需要努力的方向。最后， 這次設(shè)計也在一定程度上提高了我們運用所學(xué)知識解決問題的能力。 以及對書寫報告的能力有一定的提高 ，為畢業(yè)設(shè)計做了一個小小的準備。 總之， 本次課設(shè)讓 再次學(xué)習(xí)了很多之前的知識， 也意識了在設(shè)計上存在很多不足的地方，仍需要不斷改進，不斷學(xué)習(xí)。 29 六、 附錄 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的瓦斯檢測模塊 原理圖 （見 A3 圖紙）。 七、 參考文獻 1. 童詩白 .《 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 》 .高等教育出版社社 .第四版 2. 閻石 .《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》 .高等教育出版社 .第四版 3. 邱關(guān)源 .《電路》 .高等教育出版社 .第五版 4. 楊振江 .西安電子科技大學(xué) 出版社 .《單片機原理與實踐指導(dǎo)》 5. 譚浩強 .清華大學(xué)出版社 .《 C程序設(shè)計》 .第三版 6. 常健 .西安電子科技大學(xué)出版社 .《傳感器原理及應(yīng) 用》