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矿井温度参数无线监测系统的研究 89页,摘要在环境监测方面，无线传感器网络技术具有显著的优势。目前，该项技术还处于研究和探索阶段。因此，对无线传感器网络技术的研究，特别是对其工程应用方面的研究具有重大的意义。本课题就是把无线传感器网络技术zigbee的最新研究成果应用到实际工程项目中，提出了一种矿井安全监测系统，实现井下的环境监测功能。以取代传统矿井安全监测...
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内容介绍
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摘 要
在环境监测方面，无线传感器网络技术具有显著的优势。目前，该项技术还处于研
究和探索阶段。因此，对无线传感器网络技术的研究，特别是对其工程应用方面的研究
具有重大的意义。本课题就是把无线传感器网络技术zigbee的最新研究成果应用到实际
工程项目中，提出了一种矿井安全监测系统，实现井下的环境监测功能。以取代传统矿
井安全监测系统的总线式数据传输和RFID定位，具有节点布置简易，方便移动，不易
损坏，定位精度高以及成本低廉等优势。
本文通过对ZigBee、蓝牙、Wi-Fi等无线通信技术的比较，采用ZigBee技术作为本
系统的无线通信方式，深入探讨了该技术的优势。对单片机PIC18LF4620和射频芯片
CC2420的功能结构和工作原理进行了研究，用它们设计了ZigBee无线射频模块，完成
了智能传感器无线通信平台的硬件搭建。对传感器DS18B20与ZigBee模块的接口进行
了设计。给出了无线数据采集系统的整体硬件结构框图，设计了传感器节点和中心节点
的温度报警软件程序。在PC机上借助串口调试工具对网络的运行情况进行了实时地监
测，检测了预警系统运行结果，测试结果达到了预期的要求。
关键词：煤矿安全监测；ZigBee；CC2420；PIC18LF4620 研究类型：应用研究
I
1绪论..........................................................................................
1.1研究背景...........................................................................
1.2课题的提出.......................................................................
2系统设计的基础知识和总体方案..........................................
2.1 ZIGBEE技术........................................................................
2.1.1 zigbee协议栈..............................................................
2.1.2 zigbee数据帧..............................................................
2.1.3一些重要的概念.........................................................
2.2系统总体方案...................................................................
3系统硬件设计..........................................................................
3.1硬件系统概述...................................................................
3.2无线射频芯片模块...........................................................
3.2.1 CC2420的内部结构及引脚........................................
3.2.2 CC2420的内部存储器区............................................
3.2.3 CC2420的外围电路....................................................
3.2.4 CC2420与微处理器的接口........................................
3.3微处理器模块...................................................................
3.3.1 PIC18LF4620概述......................................................
3.3.2 PIC18LF4620的外围电路设计..................................I
3.4传感器模块.......................................................................
3.4.1 DS18B20的工作原理.................................................
3.4.2 DS18B20和微处理器的接口.....................................
3.5连接线路...........................................................................
3.5.1各个模块之间的接口.................................................
3.5.2总体接口线路.............................................................
4系统软件设计..........................................................................
4.1系统文件概述...................................................................
4.2原语...................................................................................
4.3软件开发环境...................................................................
4.4 RFD节点的软件设计........................................................
4.4.1软件流程图.................................................................
4.4.2配置文件.....................................................................
4.4.3传感器数据采集文件.................................................
4.4.4主应用程序文件.........................................................
4.5 COORDINATOR节点的软件设计........................................
4.5.1软件流程图.................................................................
4.5.2配置文件.....................................................................
4.5.3主应用程序文件.........................................................
5系统测试..................................................................................
5.1串口调试助手...................................................................
5.2测试过程及结果...............................................................
5.3遇到的问题及分析...........................................................
5.4系统在实际应用中的一些考虑.......................................
6结论..........................................................................................
致谢..........................................................................................
参考文献......................................................................................
附录................................................
在环境监测方面，无线传感器网络技术具有显著的优势。目前，该项技术还处于研
究和探索阶段。因此，对无线传感器网络技术的研究，特别是对其工程应用方面的研究
具有重大的意义。本课题就是把无线传感器网络技术zigbee的最新研究成果应用到实际
工程项目中，提出了一种矿井安全监测系统，实现井下的环境监测功能。以取代传统矿
井安全监测系统的总线式数据传输和RFID定位，具有节点布置简易，方便移动，不易
损坏，定位精度高以及成本低廉等优势。
本文通过对ZigBee、蓝牙、Wi-Fi等无线通信技术的比较，采用ZigBee技术作为本
系统的无线通信方式，深入探讨了该技术的优势。对单片机PIC18LF4620和射频芯片
CC2420的功能结构和工作原理进行了研究，用它们设计了ZigBee无线射频模块，完成
了智能传感器无线通信平台的硬件搭建。对传感器DS18B20与ZigBee模块的接口进行
了设计。给出了无线数据采集系统的整体硬件结构框图，设计了传感器节点和中心节点
的温度报警软件程序。在PC机上借助串口调试工具对网络的运行情况进行了实时地监
测，检测了预警系统运行结果，测试结果达到了预期的要求。
关键词：煤矿安全监测；ZigBee；CC2420；PIC18LF4620 研究类型：应用研究
I
1绪论..........................................................................................
1.1研究背景...........................................................................
1.2课题的提出.......................................................................
2系统设计的基础知识和总体方案..........................................
2.1 ZIGBEE技术........................................................................
2.1.1 zigbee协议栈..............................................................
2.1.2 zigbee数据帧..............................................................
2.1.3一些重要的概念.........................................................
2.2系统总体方案...................................................................
3系统硬件设计..........................................................................
3.1硬件系统概述...................................................................
3.2无线射频芯片模块...........................................................
3.2.1 CC2420的内部结构及引脚........................................
3.2.2 CC2420的内部存储器区............................................
3.2.3 CC2420的外围电路....................................................
3.2.4 CC2420与微处理器的接口........................................
3.3微处理器模块...................................................................
3.3.1 PIC18LF4620概述......................................................
3.3.2 PIC18LF4620的外围电路设计..................................I
3.4传感器模块.......................................................................
3.4.1 DS18B20的工作原理.................................................
3.4.2 DS18B20和微处理器的接口.....................................
3.5连接线路...........................................................................
3.5.1各个模块之间的接口.................................................
3.5.2总体接口线路.............................................................
4系统软件设计..........................................................................
4.1系统文件概述...................................................................
4.2原语...................................................................................
4.3软件开发环境...................................................................
4.4 RFD节点的软件设计........................................................
4.4.1软件流程图.................................................................
4.4.2配置文件.....................................................................
4.4.3传感器数据采集文件.................................................
4.4.4主应用程序文件.........................................................
4.5 COORDINATOR节点的软件设计........................................
4.5.1软件流程图.................................................................
4.5.2配置文件.....................................................................
4.5.3主应用程序文件.........................................................
5系统测试..................................................................................
5.1串口调试助手...................................................................
5.2测试过程及结果...............................................................
5.3遇到的问题及分析...........................................................
5.4系统在实际应用中的一些考虑.......................................
6结论..........................................................................................
致谢..........................................................................................
参考文献......................................................................................
附录................................................
