【正文】 集數(shù)據(jù)。 20 對(duì)所設(shè)計(jì)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是要合理利用協(xié)調(diào)器、路由器、FFD端設(shè)備和 RFD端設(shè)備 4種節(jié)點(diǎn) , 構(gòu)建一個(gè)可靠性高、連通性好和能耗小的網(wǎng)絡(luò)。 在瓦斯傳感器的選用上，采用 KGS20低功耗熱效式瓦斯傳感器。KGS20 以二氧化錫為基本敏感材料，專門用于可燃?xì)鉂舛葯z測(cè)的一種半導(dǎo)體型氣體傳感器。它的基本特征是：極高靈敏度和極快的響應(yīng)速度且低功耗。 KGS20 型可燃?xì)鈧鞲衅鬟m用于對(duì)瓦斯等可燃?xì)鉂舛鹊臋z測(cè)，用于瓦斯報(bào)警器，可燃?xì)鈭?bào)警器，瓦斯檢測(cè)儀等。該傳感器體積小，耗電低，應(yīng)用電路簡(jiǎn)單，報(bào)警濃度為甲烷≥ 1％，響應(yīng)時(shí)間≤ 20s，恢復(fù)時(shí)間≤ 30s，工作溫度范圍 15℃～ +50℃，濕度≤ 97％ RH，靜態(tài)功耗為 150mW，報(bào)警狀態(tài)功耗為 300mW，供電電壓為 3～ 5VDC。傳感器敏感組件的電阻 RS 的變化表現(xiàn)為負(fù)載電阻 RL上的電壓變化。驅(qū)動(dòng)電壓 VH、負(fù)載電阻 RL 以及檢測(cè)電壓 VD 的取值參照公司提供的典型資料，以使傳感器處于最佳工作狀態(tài)。 存儲(chǔ)模塊采用 1Mb 串行 EEPROM 芯片。采用微型 SO8N 封裝，封裝外殼寬度僅為 150mil()，內(nèi)置 I2C 雙線串口，是保存參數(shù)經(jīng)常被修改的海量數(shù)據(jù)的理想選擇，存儲(chǔ)密度從 1Kb～ 1Mb。 M24M01支持 100kHz 和 400kHz 時(shí)鐘頻率，全面兼容 I2C 規(guī)范， ～ 的寬 工作電源電壓。 128Kb 8 存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，支持字節(jié)和頁式寫模式，寫操作極快， 256B 寫操作低于 5ms。數(shù)據(jù)保存能力超過 40 年，耐擦寫能力不低于 100 萬次擦寫循環(huán)，工作溫度范圍 40℃～ +85℃。 電源模塊，依據(jù)現(xiàn)在無線傳感器節(jié)點(diǎn)供電的趨勢(shì)，采用兩節(jié) 21 干電池供電。 （ 2） 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可在 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，以適應(yīng)煤礦網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況。 ZigBee 標(biāo)準(zhǔn)定義了一種堆棧協(xié)議，這種協(xié)議可以確保無線設(shè)備在低成本、低功耗和低數(shù)據(jù)速率網(wǎng)絡(luò)中的互操作性。 ZigBee 聯(lián)盟制定了 MAC 層以 上協(xié)議，其協(xié)議套件由高層應(yīng)用規(guī)范、應(yīng)用會(huì)聚層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層組成。 ZigBee 堆棧是在 協(xié)議基礎(chǔ)上建立的。因此 ZigBee 設(shè)備應(yīng)該包括IEEE 協(xié)議 (該協(xié)議定義了 RF 射頻以及與相鄰設(shè)備之間的通信 )的 PHY 層和 MAC 層，以及 ZigBee 堆棧層 :網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層和安全服務(wù)提供層。 （ 3） 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 對(duì)軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，由 UC Berkeley（加州大學(xué)伯克利分校）開發(fā)的開放源代碼操作系統(tǒng) TinyOS 為藍(lán)本 ， 該操作系統(tǒng) 專為嵌入式無線傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)， TinyOS 的程序 采用的是模塊化設(shè)計(jì)，所以它的程序核心往往都很?。ㄒ话銇碚f核心代碼和數(shù)據(jù)大概在 400 Bytes 左右），能夠突破傳感器存儲(chǔ)資源少的限制，這能夠讓 TinyOS 很有效的運(yùn)行在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)上并去執(zhí)行相應(yīng)的管理工作等。 TinyOS 本身提供了一系列的組件，可以很簡(jiǎn)單方便的編制程序，用來獲取和處理傳感器的數(shù)據(jù)并通過無線電來傳輸信息。 TinyOS 在構(gòu)建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)，它會(huì)有一個(gè)基地控制臺(tái)，主要是用來控制各個(gè)傳感器子節(jié)點(diǎn)，并聚集和處理它們所采集到的信息。 22 五、項(xiàng)目實(shí)施方案及分階段計(jì)劃進(jìn)度安排 項(xiàng)目實(shí)施方案 （ 1） 支 撐條件 公司從事高新技術(shù)產(chǎn)品研究開發(fā)人員 56 人，公司每年研發(fā)投入平均占企業(yè)年銷售收入的 %；研發(fā)隊(duì)伍全部為大學(xué)本科以上學(xué)歷，碩士以上學(xué)歷人員占到研發(fā)人員總數(shù)的 70%。 本項(xiàng)目中承擔(dān)項(xiàng)目科技人員中 大 都是 2426 歲之間的青年科技人員，有著豐富的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。 本項(xiàng)目 主要承擔(dān)人 閆偉東 、 楊新芳 、 張莎莎 等 已參與過煤礦 瓦斯事故智能預(yù)警系統(tǒng)、 煤礦產(chǎn)量 監(jiān)控系統(tǒng)等項(xiàng)目的研發(fā)，還參與 過山西省煤炭瓦斯監(jiān)測(cè)網(wǎng)的設(shè)計(jì)與 建設(shè)，非常了解用戶的需求，這對(duì)本項(xiàng)目研發(fā)完成后成功推廣起到了決定作用。 我公司與山西煤炭工業(yè)局有長期的合作關(guān)系，現(xiàn)已 成功研發(fā)一系列煤礦應(yīng)用軟件產(chǎn)品，有：煤礦瓦斯事故智能預(yù)警系統(tǒng)、煤礦產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，企業(yè)具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)。而且現(xiàn)已推廣使用，得到了煤礦管理部門和煤礦使用者的好評(píng)，這就為 無線瓦斯傳感器的研制 奠定了良好的 技術(shù) 基礎(chǔ)。 其次，我公司也積累的豐富的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)在深入調(diào)研了 煤炭產(chǎn)業(yè)對(duì)瓦斯監(jiān)控 的技術(shù)需求 的基礎(chǔ)上 ，制定了初步的研究路線，對(duì)技術(shù)難點(diǎn)制定了詳細(xì)的攻關(guān)計(jì)劃。 （ 2）實(shí)施方案 我們將成立一個(gè)項(xiàng)目實(shí)施小組，該小組主要負(fù)責(zé)整個(gè) 項(xiàng)目 的設(shè)計(jì)、實(shí)施以及測(cè)試，同時(shí)完成相關(guān)的文檔。 具體強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn)： 23 ? 從嚴(yán)進(jìn)行 整個(gè)項(xiàng)目的組織與管 理； ? 制定 詳細(xì)的項(xiàng)目實(shí)施細(xì)則，完善文檔編制； ? 階段 性的對(duì)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行總結(jié)，對(duì)進(jìn)度進(jìn)行管理； ? 在 嚴(yán)格的內(nèi)部測(cè)試的基礎(chǔ)上，選擇協(xié)作單位進(jìn)行實(shí)際測(cè)試，以 最大限度地保證產(chǎn)品的可靠性。 計(jì)劃進(jìn)度安排 項(xiàng)目調(diào)研 2021 年 03 月 — 2021 年 05 月 傳感器節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì) 2021 年 06 月 — 2021 年 11 月 無線傳感器軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2021 年 12 月 — 2021 年 02 月 傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2021 年 03 月 2021 年 06 月 實(shí)驗(yàn)室測(cè)試 2021 年 07 月 — 2021 年 09 月 礦上小規(guī)模測(cè)試 2021 年 10 月 — 2021 年 11 月 礦上大規(guī)模測(cè)試 2021 年 12 月 — 2021 年 01 月 推廣 24 六、投資預(yù)算與資金籌措 投資預(yù)算與資金籌措情況 項(xiàng)目總資金預(yù)算 430 萬元，公司自籌 280 萬元，請(qǐng) XX 市科學(xué)技術(shù)局資助 150 萬元。 科技三項(xiàng)資金 使用計(jì)劃 設(shè)備費(fèi) 13 萬元 能源材料費(fèi) 15 萬元 試驗(yàn)外協(xié)費(fèi) 9 萬元 人員費(fèi) 95 萬元 會(huì)議 費(fèi) 5 萬元 差旅費(fèi) 8 萬元 其它相關(guān)費(fèi) 5 萬元