【導讀】系統(tǒng)設計方案和結構圖·································4. 煤礦中瓦斯?jié)舛葯z測技術要求··························4. 煤礦瓦斯傳感器的電路設計····························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備發(fā)送數(shù)據。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備注冊到 ZDO 設備對象，使用操作系統(tǒng)和協(xié)議棧來完成應用任務。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)據通信 在初始化程序中已經述及，串口初始化時指定了接收回調函數(shù)，一旦串口收到的數(shù)據填滿了緩沖區(qū)就會調用回調函數(shù)將緩沖區(qū)中的數(shù)據無線發(fā)送，因此回調函數(shù)完成的是 將緩沖區(qū)的數(shù)據發(fā)送的任務。 串口接收回調函數(shù) rxCB 定義了兩個串口接收緩沖區(qū)： otaBuf和 otaBuf2。當 otaBuf 中無數(shù)據，處于空閑狀態(tài)時，由 otaBuf接收串口數(shù)據；當 otaBuf 中保留有數(shù)據，正等待接收節(jié)點發(fā)送接收數(shù)據響應或由于某些原因正在重新個接收節(jié)點發(fā)送數(shù)據時，可 25 通過 otaLen2 接收數(shù)據；當 otaBuf 和 otaBuf2 都沒有處在空閑狀態(tài)時，說明數(shù)據沒有及時發(fā)送到接收節(jié)點，發(fā)生了數(shù)據累積，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函數(shù)，暫不接受數(shù)據。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 )； } } 在回調函數(shù)中向操作系統(tǒng)拋出發(fā)送數(shù)據事件SERIALAPP_MSG_SEND_EVT，將觸 發(fā)事件處理函 數(shù) SerialApp_ProcessEvent 去調用真正的發(fā)送函數(shù) SerialApp_SendData,將數(shù)據無線發(fā)送到接收節(jié)點。 27 四、 結論與展望 在煤礦安全問題中，瓦斯氣體濃度是煤礦安全監(jiān)測的重要指標之一。 本次課程設計 分析了現(xiàn)有煤礦瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)的特點，結合無線傳感器網絡，提出了基于無線傳感器網絡的煤礦瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)的設計思想。進而根據已有的設計思想將基于無線 傳感器網絡的煤礦瓦斯監(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計。軟件設計同樣從功能開始考慮，將軟件實現(xiàn)分為瓦斯數(shù)據采集與處理模塊和瓦斯數(shù)據傳輸模塊進行設計 ， 著重對瓦斯數(shù)據傳輸模塊中的路由協(xié)議進行了分析、設計。 介紹了 Zigbee 無線傳感器網絡在瓦斯采集方面的應用，詳細介紹了系統(tǒng)的軟硬件設計包括 Zigbee 網絡模塊的設計和瓦斯采集模塊 等模塊 的設計。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)據傳輸?shù)絑igbee 終端節(jié)點，通過網關傳輸?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，反應速度10 秒以內，采集頻率 1 次 /10 分鐘。 目前， Zigbee 技術受其廉價、節(jié)能和安全性高等優(yōu)點已經得到了行業(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。隨著技術的進步相信其在傳感器信號采集領域、消費類電子、家庭自動化以及汽車、精確農業(yè)和醫(yī)院領域等方面的應用將會非常廣泛。 28 五、 心得與體會 本次 課程設計主要是針對煤礦瓦斯?jié)舛冗M行采集轉化成電信號，并把結果通過無線傳輸技術發(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 則發(fā)出聲光報警，并且通過 ZigBee 無線傳輸技術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完成基于無線傳感器的瓦斯檢測模塊設計，我想這是一件很有困難的事情， 而且在所設計上肯定也會存在很多不足的地方。 每一個模塊的設計對于整個系統(tǒng)來說是很重要的部分， 要考慮 到 硬件設計 和軟件設計的有機結合。 在 系統(tǒng)設計上我們還很缺乏實際的設計經驗，在 硬件上的設計其實還存在很多的問 題， 硬件電路的設計往往會影響系統(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比較模糊了。也說明了，我們在平時的學習中學得不扎實，當然也缺少實踐的鍛煉。 在軟件設計方面，其實也很重要， 一個好的軟件設計會是系統(tǒng)運行都更加準確和快速。 但平常在程序的設計上沒有下功夫所以也使得整個系統(tǒng)設計難度的加大。 所以這些都是我們以后所需要努力的方向。最后， 這次設計也在一定程度上提高了我們運用所學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)設計做了一個小小的準備。 總之， 本次課設讓 再次學習了很多之前的知識， 也意識了在設計上存在很多不足的地方，仍需要不斷改進，不斷學習。 29 六、 附錄 無線傳感器網絡的瓦斯檢測模塊 原理圖 （見 A3 圖紙）。 七、 參考文獻 1. 童詩白 .《 模擬電子技術基礎 》 .高等教育出版社社 .第四版 2. 閻石 .《數(shù)字電子技術基礎》 .高等教育出版社 .第四版 3. 邱關源 .《電路》 .高等教育出版社 .第五版 4. 楊振江 .西安電子科技大學 出版社 .《單片機原理與實踐指導》 5. 譚浩強 .清華大學出版社 .《 C程序設計》 .第三版 6. 常健 .西安電子科技大學出版社 .《傳感器原理及應 用》