摘 要
在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢(shì)。目前，該項(xiàng)技術(shù)還處于研
究和探索階段。因此，對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究，特別是對(duì)其工程應(yīng)用方面的研究
具有重大的意義。本課題就是把無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)zigbee的最新研究成果應(yīng)用到實(shí)際
工程項(xiàng)目中，提出了一種礦井安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)井下的環(huán)境監(jiān)測(cè)功能。以取代傳統(tǒng)礦
井安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總線式數(shù)據(jù)傳輸和RFID定位，具有節(jié)點(diǎn)布置簡(jiǎn)易，方便移動(dòng)，不易
損壞，定位精度高以及成本低廉等優(yōu)勢(shì)。
本文通過(guò)對(duì)ZigBee、藍(lán)牙、Wi-Fi等無(wú)線通信技術(shù)的比較，采用ZigBee技術(shù)作為本
系統(tǒng)的無(wú)線通信方式，深入探討了該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。對(duì)單片機(jī)PIC18LF4620和射頻芯片
CC2420的功能結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了研究，用它們?cè)O(shè)計(jì)了ZigBee無(wú)線射頻模塊，完成
了智能傳感器無(wú)線通信平臺(tái)的硬件搭建。對(duì)傳感器DS18B20與ZigBee模塊的接口進(jìn)行
了設(shè)計(jì)。給出了無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的整體硬件結(jié)構(gòu)框圖，設(shè)計(jì)了傳感器節(jié)點(diǎn)和中心節(jié)點(diǎn)
的溫度報(bào)警軟件程序。在PC機(jī)上借助串口調(diào)試工具對(duì)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況進(jìn)行了實(shí)時(shí)地監(jiān)
測(cè)，檢測(cè)了預(yù)警系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果，測(cè)試結(jié)果達(dá)到了預(yù)期的要求。
關(guān)鍵詞：煤礦安全監(jiān)測(cè)；ZigBee；CC2420；PIC18LF4620 研究類型：應(yīng)用研究
I
1緒論..........................................................................................
1.1研究背景...........................................................................
1.2課題的提出.......................................................................
2系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)和總體方案..........................................
2.1 ZIGBEE技術(shù)........................................................................
2.1.1 zigbee協(xié)議棧..............................................................
2.1.2 zigbee數(shù)據(jù)幀..............................................................
2.1.3一些重要的概念.........................................................
2.2系統(tǒng)總體方案...................................................................
3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)..........................................................................
3.1硬件系統(tǒng)概述...................................................................
3.2無(wú)線射頻芯片模塊...........................................................
3.2.1 CC2420的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳........................................
3.2.2 CC2420的內(nèi)部存儲(chǔ)器區(qū)............................................
3.2.3 CC2420的外圍電路....................................................
3.2.4 CC2420與微處理器的接口........................................
3.3微處理器模塊...................................................................
3.3.1 PIC18LF4620概述......................................................
3.3.2 PIC18LF4620的外圍電路設(shè)計(jì)..................................I
3.4傳感器模塊.......................................................................
3.4.1 DS18B20的工作原理.................................................
3.4.2 DS18B20和微處理器的接口.....................................
3.5連接線路...........................................................................
3.5.1各個(gè)模塊之間的接口.................................................
3.5.2總體接口線路.............................................................
4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)..........................................................................
4.1系統(tǒng)文件概述...................................................................
4.2原語(yǔ)...................................................................................
4.3軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境...................................................................
4.4 RFD節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)........................................................
4.4.1軟件流程圖.................................................................
4.4.2配置文件.....................................................................
4.4.3傳感器數(shù)據(jù)采集文件.................................................
4.4.4主應(yīng)用程序文件.........................................................
4.5 COORDINATOR節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)........................................
4.5.1軟件流程圖.................................................................
4.5.2配置文件.....................................................................
4.5.3主應(yīng)用程序文件.........................................................
5系統(tǒng)測(cè)試..................................................................................
5.1串口調(diào)試助手...................................................................
5.2測(cè)試過(guò)程及結(jié)果...............................................................
5.3遇到的問(wèn)題及分析...........................................................
5.4系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的一些考慮.......................................
6結(jié)論..........................................................................................
致謝..........................................................................................
參考文獻(xiàn)......................................................................................
附錄................................................