层协议和分布式算法协调各自的行为节点开机后就可以快速 自动地组成个的网络。 动态拓扑。是个动态的网络节点可以随处移动个节点可 能会因为电池能量耗尽或其它故障退出网络运行也可能由于工作 的需要而被添加到网络中这些都会使网络的拓扑结构随时发生变化 因此网络应该具有动态拓扑组织功能。 节点数量众多分布密集。节点数量大分布范围广难于维护 甚至不可维护。以需要解决如何提高无线传感器网络的软硬件健壮 性和容错性。 硬件资是样的。 传感器网络节点般由处理器单元无线传输单元传感器单元 和电源模块单元部分组成。本论文设计思想就是基于无线传感器网 络的。 图传感器网络结构图 本模块的通信方式属于点对点的通信方式点对点无线通信是无 线通信中最基本的通信方式是点到多点无线通信以及无线网络的基 础。本模块的通信设计属于短距离无线通信范畴。 传感器硬件设计 节点硬件结构设计框图如图示由传感器模块处理器模块 无线通信模块三部分组成。其中传感器模块负责监测区域内信息的 采集和数据转换处理器模块负责控制整个节点处理采集到的数据 以及其他节点发来的数据无线通信模块负责与其他节点进行无线通 信交换控制信息和收发采集数据。 图节点硬件结构图 短距离无线数据通信的标准简介 短距离无线通信相比有线通信有以下主要特征无线发射功率从 几到小于通信距离范围从几厘米到几百米主要在房间 内使用使用全向天线和线路板天线不需要申请无线频道高频操 作电池供电的无线发射器和无线接收器。 传感器 电源电源 无线传输 电源 处理器 图短距离无线通信系统示意图 典型的短距离无线通信系统如图所示它由个无线发射器和 个无线接收器组成。发射器的数据通过无线发射出去接收器天线 接收后进行处理得到正确的经过校验的数据。本设计就是基于短 距离无线通信系统的工作原理研究设计的矿井人员配戴该模块通过 数据的发送与接收方便井上监控系统确定人员的位置。 在进行短距离无线通信时现已有多种技术方案可供选择最流 行的关于短距离无线数据通信的个标准是蓝牙 标准和另外最近还出现了与 数据通信技术。以下是几种技术简介 蓝牙 年蓝牙技术的出现主要用于通信与信息设备的无线连接。蓝 牙技术是种用于各种固定与移动的数字化硬件设备之间的低成本 近距离的无线通讯连接技术。这种连接是稳定的无缝的其程序 写在个的微型芯片上可以方便地嵌入设备之中。这项技术 能够非常广泛地应用于我们的日常生活中。蓝牙的工作频率为 有效范围大约在半径内在此范围内作为种电缆替代 技术它可把内嵌有蓝牙芯片的计算机手机和多种便携通信终端联 起来以约的速率相互传递数据为其提供语音和数字接入服 务实现信息的自动交换和处理并能方便的接入互联网。蓝牙产品 格式化数据包 格式化数据包 发送端接收端 涉及笔记本电脑移动电话等信息设备和设备汽车电子 家用电器和工业设备领域。蓝牙的支持者们预言说旦支持蓝牙的 芯片变得非常便宜蓝牙将置身于几乎所有产品之中。目前蓝牙技术 开发的重点是多点连接。 无线高保真也是种无线通信协议 正式名称是与蓝牙样同属于短距离无线通信技术。 速率最高可达。虽然在数据安全性方面比蓝牙技术要 差些但在电波的覆盖范围方面却略胜筹可达左右不 用说家庭办公室就是小点的整栋大楼也可使用。最初的 规范是在年提出的称为主要目的是提供 接入也是目前的主要技术标准他的工作频率也是 与无绳电话蓝牙等许多不需频率使用许可证的无线设备共享 同频段。起先元件昂贵兼容性不好安全性也不能令人 满意。随着时间推移这些问题逐步得到解决且随着协议新 版本越来越广泛。 是种利用红外线进行点对点通信的技术目前它的软硬件技术 都很成熟在小型移动设备如手机上广泛使用。它利用红外 光的通断表示计算机中的逻辑。的主要优点是无须申请频 率的使用权在当前频率使用资源匿乏频道使用费用增加的背景下 的具有价格优势。红外线具有功耗低连接方便简单易用的 优点。它具有数据传输率较高适于传输大容量的文件和多媒体数据。 此外红外线发射角度较小传输上安全性高。的不足在于它 是种视距传输相互通信的设备之间必须对准中间不能被其他物 体阻隔只能实现点对点的连接无法实现点对多点的连接因而该 技术用于台非多台设备的连接通信设备的位置需要相对固定 无法用于移动设备。目前的研究方向是如何解决视距传输问题 及提高数据传输率。 江西科技师范学院 毕业论文设计 题目中文矿井无线传输模块的设计 外文 院系通信与电子学院 专业电子科学与技术 学生姓名喻璐 学号 指导教师朱颖莉 年月日 目录 摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 选题背景„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 煤矿安全监测研究状况„„„„„„„„„„„„„„„„„ 国内煤矿安全监测研究状况„„„„„„„„„„„„„„ 二无线传感网络技术介绍„„„„„„„„„„„„„„„„ 无线传感网络的结构„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 无线传感网络的特点„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 无线传感网络的结构的选择„„„„„„„„„„„„„„„ 传感器硬件设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 短距离无线数据通信的标准简介„„„„„„„„„„„„„ 三系统方案设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 基于手机模块的数据传输„„„„„„„„„„„„„ 简介„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 矿井中移动信号引入方式选择„„„„„„„„„„„ 系统结构„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 四总结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 参阅文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 无线传输模块的研究 摘要文章介绍了种基于无线传感器网络的矿井应急方案阐述了无线传感器网络的结构特点及无 线传感器网技术移动通信技术在矿井应急通信系统中的应用设计。该矿井应急通信系统利用无线传感器网 络进行紧急状态下矿井数据的采集和收集利用成熟信号覆盖面广的移动通信技术进行信号的传输将 数据实时地传送到处理中心和相关的责任人。便于对紧急情况的决策处理。针对矿井的特点提出了实现 矿井移动通信的方案以质量较好网络较为完善的移动信号为信号源用光纤直放系统将信号引入 矿井。 关键词矿井通信无线传感器网络应急通信系统手机模块光纤直放系统 选题背景 煤炭是我国经济建设的基础煤炭的开采主要以井下为主巷道 长矿井生产工序多作业地点分散人员流动性大且工作环境恶劣 事故隐患大。为了矿井的安全生产和效率的提高解决无线通信是 个关键的问题。然而矿井无线通信系统具有许多不同于般地面的 无线通信系统的特点许多地而上使用的通信设备和技术无法直接应 用到煤矿井下。近年来我国煤矿安全状况形势非常严峻不断发生 瓦斯爆炸事故。安全生产需设计套完善的矿井应急无线通信系统。 国内多数煤矿企业都已经或正在进行生产调度监测监控等信息系统 的建设这些系统的建立在实现安全生产的过程中起到了重要的作 用。是这些几乎系统都是基于有线的系统在紧急状态下比如电力中 断事故等如何将安全生产监测监控信息及时准确地传送到各级相 关人员手中缺乏有效的手段。线传感器技术是目前无线通信领域内 研究的个热点技术它综合了传感器技术嵌入式计算技术现代网 络及无线通信技术分布式信息处理技术等能够通过各类集成化的 微型传感器协作地实时监测感知和采集各种环境或监测对象的信息 通过嵌入式对信息系统进行处理并通过随机自组织无线通信网络以 多跳中继方式将所感知的信息传送到用户终端。文提出了种基于无 线传感器网络的矿井应急通信系统的设计方案。方案利用无线传感器 网络和手机模块手机模块或者手机模块等在系统电 力出现故障时保证系统仍能正常地工作极大地提高了紧急情况下的 人员搜救能力具有较大的现实意义。 国内煤矿安全监测研究状况 目前我国煤矿井下通信基本使用有线装置依靠电缆传输信息 由于井下特殊环境所限地面潮湿电缆腐蚀严重旦发生事故 通信马上中断指挥端很难与事故地点取得联系成为矿井通信个 至关重要的盲点介于有线通信的种种弊端国内外现正积极研究各 种井下无线通信系统这对煤矿生产管理特别是矿井救灾具有重要 意义。国内多数煤矿企业都已经或正在进行生产调度监测监控等信 息系统的建设这些系统的建立在实现安全生产的过程中起到了重要