（批复）zigbee无线瓦斯传感器的研制项目可研建议报告（发改委）㊣精品文档值得下载

伤亡，因此，设计这种以煤矿安议族完成数据传输。

控制器处理程序用程序完成后留在控制器存储器中，个功能是对传感传送电子信号进行处理，得到煤炭瓦斯监测数据并贮存在寄存器中，另个功能是设置传感器参数，如传感器编号，用于识别矿井。

主要工艺路线硬件设计无线节点部件设计，按功能强弱分类有种，分别为协调器节点路由器节点端设备和端设备。

节点功能越强，相应功耗也就越大。

网络中采用不同功能节点，合理分配，方面，有利于兼顾网络对低功耗和高性能要求另外，也为节点设计固定安装与人员携带移动方式相结合提供便利。

协调器节点主要负责网络建立维护和监测数据汇聚，并作为接入点与有线骨干网相连，在无线传感器网络中只有个，功耗最大路由器负责网络扩展和数据路由，功耗次之种端设备负责数据采集和发送，功耗最小。

相比于端设备，端设备还具有简单路由功能，增加了数据传输灵活性，功耗相对较大。

该网络中除端设备外，节点间若能彼此收到对方无线信号，就可以进行直接通信，不需其他节点转发，这种终端设备最适合于人员携带移动方式进行。

数据在多个方向上以多跳方式灵活传输，当节点位置变化或个别节点失效时，对信息传递影响很小，提高了信息传输可靠性。

新设备通过与网络中协调器或路由器连接方式加入网络，此时该设备成为相应协调器或路由器子节点，而相应协调器或路由器成为其父节点，父节点和相应子节点间可直接通信。

因此，端设备只能成为子节点，协调器只能成为父节点网络中只有个协调器，而路由器则可能是父节点或子节点，也可能二者兼是，由具体路由机制确定。

因此，在矿井中提前布置端设备，使用协调器路由器搭建网络，形成固定安装部分。

就已经可以实现采集存储转发煤矿安全相关数据。

而当矿井继续深入，还有在坑道弯较多且地形复杂情况下，使用人员携带方式，可以方便，灵活，全面地采集数据。

对所设计无线传感器网络就是要合理利用协调器路由器端设备和端设备种节点，构建个可靠性高连通性好和能耗小网络。

在瓦斯传感器选用上，采用低功耗热效式瓦斯传感器。

以二氧化锡为基本敏感材料，专门用于可燃气浓度检测种半导体型气体传感器。

它基本特征是极高灵敏度和极快响应速度且低功耗。

型可燃气传感器适用于对瓦斯等可燃气浓度检测，用于瓦斯报警器，可燃气报警器，瓦斯检测仪等。

该传感器体积小，耗电低，应用电路简单，报警浓度为甲烷，响应时间，恢复时间，工作温度范围，湿度，静态功耗为，报警状态功耗为，供电电压为。

传感器敏感组件电阻变化表现为负载电阻上电压变化。

驱动电压负载电阻以及检测电压取值参照公司提供典型资料，以使传感器处于最佳工作状态。

存储模块采用串行芯片。

采用微型封装，封装外壳宽度仅为，内置双线串口，是保存参数经常被修改海量数据理想选择，存储密度从。

支持和时钟频率，全面兼容规范，宽工作电源电压。

存储结构，支持字节和页式写模式，写操作极快，写操作低于。

数据保存能力超过年，耐擦写能力不低于万次擦写循环，工作温度范围。

电源模块，依据现在无线传感器节点供电趋势，采用两节干电池供电。

网络系统设计对网络系统设计，可在网络协议标准基础上进行改进，以适应煤矿网络实际情况。

标准定义了种堆栈协议，这种协议可以确保无线设备在低成本低功耗和低数据速率网络中互操作性。

联盟制定了层以上协议，其协议套件由高层应用规范应用会聚层网络层数据链路层和物理层组成。

堆栈是在协议基础上建立。

因此设备应该包括协议该协议定义了射频以及与相邻设备之间通信层和层，以及堆栈层网络层应用层和安全服务提供层。

软件系统设计对软件系统设计，由加州大学伯克利分校开发开放源代码操作系统为蓝本，该操作系统专为嵌入式无线传感网络设计，程序采用是模块化设计，所以它程序核心往往都很小般来说核心代码和数据大概在左右，能够突破传感器存储资源少限制，这能够让很有效运行在无线传感器网络上并去执行相应管理工作等。

本身提供了系列组件，可以很简单方便编制程序，用来获取和处理传感器数据并通过无线电来传输信息。

在构建无线传感器网络时，它会有个基地控制台，主要是用来控制各个传感器子节点，并聚集和处理它们所采集到信息。

五项目实施方案及分阶段计划进度安排项目实施方案支撑条件公司从事高新技术产品研究开发人员人，公司每年研发投入平均占企业年销售收入研发队伍全部为大学本科以上学历，硕士以上学历对人类未来生活影响深远前沿科技研究，对整个国家社会及经济将有重大战略意义。

目前煤矿监控系统多为有线形式，实现对全矿井环境参数无线监测还具有定局限性，不可避免地留下大量安全隐患。

当煤矿地面监管中心测控主机距离矿井很远，井上部分总线铺设距离会很大，硬件投入成本运行成本和维护成本都会很高。

如果井下传感器分布比较分散，适合多条总线从不同出口上传到地面，再由这些位置连接到煤矿相关部门服务器上时，布线量就会成倍增加，各类成本也会成倍增加。

有些采取无线方式，使用人员手持式瓦斯监控器，这种方式可以让地下作业人员实时地测量瓦斯浓度，井上却无法获取该数据，无法达到完全控制安全隐患程度。

综合研制固定安装传感器和人员携带移动传感器以及将无线传感器定位技术与瓦斯监控技术相结合在国内外并不见报道，在山西省目前还没有此项技术，我公司根据目前市场需要，结合公司现有技术已经着手此技术研究。

项目提出背景意义及必要性项目技术攻关必要性开发套用于煤矿安全监控，具有人员定位功能，以固定安装与人员携带移动方式相结合无线传感器，是由其社会及经济需求所决定。

安全生产是社会进步和人类发展重要保证。

尽管世纪科学技术发展已经为未来进步构筑了坚实平台，新采矿方法和技术将不断被采用采矿业将向智能化和无人化方向发展。

但是，目前传统采矿方法依然占据着主导地位，是其他采矿方法在短时间内仍无法完全替代，传统采矿方法所面临安全问题仍将困扰着人类。

由于缺乏对入井人员有效检测定位手段，难以及时掌握井下人员动态分布及作业情况，旦发生事故，对井下人员抢救缺乏可靠信息，抢险救灾安全救护成功率处理和无线传输，数据采集误差不超过以固定安装与人员携带移动方式相结合，使安全监控范围更广，数据更全面通过无线传感器网络自定位技术加强对人员位置信息跟踪针对功能不同，研制不同种类传感器，如协调器节点路由器节点端设备和端设备，使得组织方式更灵活自组织使得系统安全性，稳定性更强质量指标所有设计文档资料规范齐全，便于维护人员与用户使用传感器硬件分析设计遵循国际标准化组织开发标准规范传感器软件系统设计遵循国家软件质量标准和标准规范传感器设计要有足够先进性，保证用户使用稳定性与扩展传感器必须有安全策略，以保证产品在应用时可以识别所属，保证数据安全保密二申报企业情况企业基本情况公司全称通讯地址注册时间注册资金企业登记注册类型有限责任公司企业人员及开发能力论述拥有丰富人才资源，目前在公司专业技术人员中，具有研究生学历占，本科学历占。

公司现有员工人，大专学历以上人员专职人。

公司从事高新技术产品研究开发人员人，公司每年软件研发投入平均占企业年销售收入以上研发队伍全部为大学本科以上学历，硕士以上学历人员占到研发人员总数。

企业法人代表王庆生即为本项目负责人，介绍如下。

人才培养宗旨之是以人才为核心，人才是企业生存与发展根本，尊重知识尊重人才直是我公司基本方针。

通过该项目实施，我公司个主要目标就是培养青年科技创新人才以及项目管理人才，对人才培养具体实施包括培养目标争取通过本项目研发与实施，培养出两位项目负责人，三个项目主要研发人员，使他们在今后研发工作中能独当面，更好地把理论与实践相结合，为实现产学研体化培养更多人才。

培养方式根据能力及其所掌握技术将任务分工，在完成各自任务基础上，继续为其提供研发条件，在为项目提供后续改进同时，结合项目负责人实时指导方式，进行全面培养。

步骤及措施在项目负责人带领与指导下，先熟悉工作内容，在工作过程中加强培训，如项目管理风险管理等知识。

本项目中承担项目科技攻关人员中大都是岁之间青年科技人员，硕士学位占绝大多数，且都有着丰富研发经验。

主要课题组青年科技人员年龄学历承担任务工作时间和工作量如下表所示姓名年龄专业学位项目中分工工作时间闫伟东计算机应用技术硕士网络设计杨新芳计算机应用技术硕士软件设计张莎莎计算机应用技术硕士网络设计周小青计算机应用技术硕士网络测试刘冠举计算机应用技术硕士软件测试三项目技术可行性和成熟性分析项目技术创新性论述本项目基本原理关键技术内容及创新点。

项目原理无线瓦斯传感器，研制应用于煤矿安全监控，具有人员定位功能，以固定安装与人员携带移动方式相结合无限传感器。

该项目包括无线传感器节点硬件设计，无线传感器节点网络协议栈设计以及传感器系统软件控制软件设计等。

其中，无线传感器节点是由瓦斯监测传感器控制器单元，无线收发单元，存储器单元以及供电单元组成。

无线传感器节点网络协议栈则是根据在发布基础上经项目小组完善而成协议族完成数据传输。

传感器节点模型如图所示图无线传感器节点结构图关键技术节点能耗问题无线传感器节点般采用电池供电，因此可以使用电量是很有限，尤其是面对煤矿安全这种实时性强且要长期监控需求，这就需要无线传感器节点稳定感应传输时间要长达数月甚至数年。

而网络节点功耗主要方面就是通讯消耗。

因此，我们计划采用新型无线通讯技术技术，相比较，蓝牙只能工作数周只可工作数小时，技术使用节号干电池可支持个节点工作个月，甚至更长。

这是突出优势。

无线通信协议物理层研究在实际环境频繁变化和节点密集时，低功耗通信复杂行为特征。

层避免冲突信道分配和调度机制，节省能耗分布式协议研究路由层高效鲁棒拓扑形成和控制协议，自适应网络覆盖算法，低功耗实时自组织信息传输路径建立机制，面向数据传感网通信模式。

根据上述各项要求，在综合了各可探知数据区域传感器单元数模转换电源模块控制器单元无线收发单元个无线网络协议基础上，计划采用由发布标准，经项目小组完善而成协议族完成数据传输。

数据聚合技术节点冗余造成数据冗余。