它会等待命令从主机电脑和发送在地面上的数据监控中心通过现场总线。通常有数百名矿工在一个煤矿，矿井隧道错开在短短公里。所以11变电站的设计，它可以加载最多66个无线接收器。
在这个方案中，LPC2114的CPU选择变电站的设计
【6】
。 LPC2114是基
于一个16/32-bit的ARM7TDMI-S CPU与实时仿真和嵌入式跟踪支持，其紧凑的64引脚封装，低功耗，多个32位定时器，4通道10位ADC，PWM通道和46个快速GPIO线多达9个外部中断引脚。多个串行接口，包括两个UART（16C550），快速I2C和两个SPI。随着广泛的串行通信接口，这是非常适合接收数据。 C.无线接收器设计
当矿工与无线移动代码发射通过一个无线接收器，代码发射器矿工的身份证号码的信息传递到无线接收器，然后开始分析信息。当检测指令到达时，它会按照数据发送到变电站建立协议。 Atmel的ATmega128的芯片公司用于微控制器，智能射频Chipcon公司的CC2420芯片ZigBee功能是用来作为无线收发器。ATmega128是一个低功耗的CMOS 8位增强的AVR RISC微控制器的基础上结构。 CC2420是一个真正的单芯片2.4GHz的IEEE
802.15.4标准的射频收发器的低功耗设计与低电压无线应用。它包括一个数字直接序列扩频提供有效数据速率为250kbps。这是适合两个全功能设备（FFD）和减少无线传感器功能设备（RFD）网络
【7】
。配置接口和CC2420的发送/接收FIFO
的访问通过4线SPI接口（SI，SO，SCLK，CSN）。如上面提到的，很多优秀的功能使CC2420的和MEGA128特别适合我们的立场系统。 MEGA128和CC2420之间的接口如图2所示。
无线接收器沟通与变电站通过RS485。数据传输波特率设置为1200bps。最大通信距离之间变电站和无线接收到5公里。
75LBC184芯片采用的是电压的接收器转换之间以RS485和RS232UART的CPU引脚传输数据。当DE引脚75LBC184的高层次，转递是有效的，后，CPU的UART引脚传输数据的无线接收器。当/ RE的75LBC184针是低层次的，接受是有效的，那么CPU可以接收数据从RS485。如果接收机的地址符合检测指令的地址，将接收器配置发送状态和发回数据块变电站。
图2 CC2420的单片机接口
D.电源的设计
防爆和安全电源常用在可燃气体和煤尘的危险环境。它采用双重保护措施过电压和过电流，三18DC电压输出，500?千毫安的电流输出。它可以提供功率为1变电站和6接收器，在同一时间，紧凑的尺寸和重量轻。
E.无线代码发射器
矿井代码发射器传输识别独立的数字代码的时间间隔（每3秒）。代码用于识别人员信息。代码发射器组成的高频发射（调制器），微控制器，电池和天线。
这使得利用ZigBee技术，2.4GHz的发射频率，FSK调制，传输功率小于0 dBm时，电源电压2.0?3.4V。它有两种状态：工作与睡眠。目前的工作是少小于1mA，休眠电流小于10，以降低其耗电量。与微型封装可固定在矿工鈥檚灯箱，头盔，腰带，或口袋里。如果车辆使用的，它应该被固定在非金属零件上，以及尽可能高的安全地带。
四、 通信软件设计变电站和无线接收器
A. 时间调整
实时通信之间的合作节点是必需的，因此需要时间同步。
时间调整过程：系统启动时，变电站将收到指令调整时间。然后将它发送到一号接收机。收到后从1号确认，然后将它发送到2号接收机，依此类推，直到最后一个。如果有不承认从一个接收器，变电站将等待一段时期时间，然后去到下一个。如果一个接收器没有承认的3倍，它会被标示“故障”的和变电站液晶显示。调整时间后，变电站检测反过来接收机并收集矿工的身份识别信息。接收器
发送数据块到变电站，同时变电站传输接受信息以相应的接收器。只有接受信息被接收器成功接收，变电站确认数据块是否是有效的。
B. 通信软件设计
通信软件的设计应考虑到以下三个因素：
1）无线接收器接收无线电信号代码发射器，并分析成数字信号。微接收器控制单元（MCU），有4线SPILPC2114的CPU接口，具有2线SPI接口，所以数据通过SPI总线传输到变电站形式的外部中断。
2）发送数字信号显示电路。LPC2114器件支持I2C总线传输，所以可以传输数据，显示驱动电路通过I2C总线。
3）包装数据。如果监控中心发出定期检测的指令，将数据传输到变电站。实时坐标是整个系统所必需的，使数据传输实时。考虑代码发射器传输数据之一时间每3秒，数据打包，每8秒钟根据协议，在定时器中断，使接收到的数据可以传输到变电站的CPU时间。 基于上述分析，有4个中断传感器节点软件 1）外部中断数据传输。 2）数据显示I2C中断。 3）包的定时器中断。
4）UART中断接受定期检测指令。
5）变电站的CPU收到的数据块需要有时间的数据，所以在变电站和接收时
间应该是相同的。时间数据来自监测中心通过LPC2114的CPU MEGA128单片机。
C. 数据包装协议
变电站和接收器之间的数据封装协议1）变电站发出了如下的说明。
a）调整指令。框架结构：帧头（5 FF）+接收号（1字节）+指令（23）号（1字节）+年+月（1字节）+日（1字节）+时间（1字节）+分钟（1字节）+（1字节）+检查（2个字节）。
【8】
设计的两个方面。
b）定期检测指令。框架结构：帧头（5 FF）+接收号（1字节）+指令第（20）+检查（2个字节）。
c）确认指令的信息。帧结构：帧头（5 FF）+接收器号（1字节）+指令号（21）+检查（2个字节）。 2）接收器发回如下说明
a）调整时间指令的识别。帧结构：帧头（5 FF）+接收器号（1字节）+
指令号（23）+检查（2个字节）。
b）定期检测指令的识别。帧结构：帧头（5 FF）+号接收器（1字节）+
指令号（20）+天（1字节）+（1字节）+分钟（1字节）+第二（1字节）+人数（1字节）+识别编号1（2字节）+ ...+识别码数n（2字节）+检查（2字节）。
c）信息识别确认指令。帧结构：帧头（5 FF）+号接收器（1字节）+指
令号（21）+检查（2个字节）。
D.网络演习
在这个人员有11个变电站全球定位系统，可以最多装入一个变电站6接
收机。因此，网络最多可以监测11x6xn矿工。随着变电站和无线接收器之间的沟通，接收器可能随机下降。一旦下降，将不再是检测中断接口。这种现象是长时间的沟通后发现，这是很难确定是所使用仿真工具的原因。
通过查找表和分析，可以发现故障原因。在时间序列故障如图3所示。
图3故障的时间序列
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