基于无线传感器网络的矿用瓦斯监控系统(2)

基于无线传感器网络的所有设计

科研设计成果

线传感器网络系统方案。与传统的监控系统相比,该系统具有结构灵活、可扩展性强、测量准确等特点。关键词:无线传感器网络;瓦斯监测;传感器节点;ATmega128中图分类号:TP29 文献标识码:A

仪器仪表用户

2.1.2 传感器节点硬件组成

1)传感器模块

传感器节点中传感器模块实现的功能是对矿井内的瓦斯浓度进行采集并将采集的信息经处理后传送给控制器模块,节点的能量来源于干电池,因此,传感器节点的传感器选择在考虑成本等条件的前提下还需要考虑体积和功耗等因素。

2)控制器模块

控制器在整个节点硬件中起着核心的作用,它将传感器采集的数据进行处理并控制无线通信模块发射出去。本系统选择了低功耗的ATmega128单片机芯片。

3)无线通信模块

无线通信模块在整个节点中所起的作用是将控制器处理后的信号发送出去,并接收其他节点发送过来的信号。本系统选择了CC2420无线收发芯片。2.2 汇聚节点硬件设计

汇聚节点由四个子功能模块组成,分别为无线通信模块、控制器模块、232通信模块和电源模块。网络内的传感器节点负责将采集到的瓦斯浓度信息按照一定的路由进行无线传递,最后传递给汇聚节点,汇聚节点负责将瓦斯浓度信息进行处理,将得到的信息存储在规定的存储空间中,并通过232接口发送给上位机软件进行实时控制。上位机软件也可以将所发送的命令通过232接口传递给汇聚节点,然后由汇聚节点按照一定的路由将该命令发布出去。由于汇聚节点是固定在人员较易达到的地方,可采用主干线路电源,因此,不用刻意的考虑功耗及体积因素,

汇聚节点硬件组成:1)无线通信模块

同移动节点无线通信模块。2)控制器模块

同移动节点控制器模块设计。3)232通信模块

汇聚节点将经过处理的瓦斯浓度信息通过232接口传输给上位机,从而实现上位机对矿井瓦斯浓度的实时监控。如果瓦斯浓度超过安全值,井上工作人员可以通过上位机软件发布命令,通过232接口将命令传递给汇聚节点,然后由汇聚节点通过无线通信的方式按照一定的路由传递给各个传感器节点,根据传感器节点做出的反应,可以告知井下工作人员采取一定的安全保护措施,从而避免了人员的伤亡。

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