基于ZigBee技術(shù)的無(wú)線(xiàn)紅外瓦斯傳感器智能監測系統設計

摘要：給出了以AT86RF212為核心的ZigBee無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)實(shí)現紅外檢測終端的組網(wǎng)監測方法，詳細介紹了系統架構及終端紅外檢測模塊的硬件設計及軟件架構。該方法可以很好地實(shí)現井下特殊環(huán)境下的檢測布控，從而有效監控井下各點(diǎn)的瓦斯突變。
關(guān)鍵詞：Zigbee；紅外無(wú)線(xiàn)通信；瓦斯傳感器；智能監控

0 引言
在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，礦井瓦斯濃度的測量對煤礦安全生產(chǎn)非常重要。對煤礦井下瓦斯濃度進(jìn)行精確測量和實(shí)時(shí)監測控制是防止煤礦瓦斯爆炸、確保人身安全的重要措施。但目前我國礦井存在不能實(shí)時(shí)監測井下的瓦斯、溫濕度等信息，瓦斯檢測系統技術(shù)滯后等問(wèn)題，給礦井安全帶來(lái)重大隱患。因此，本文采用IEEE 802．15．4／ZigBee協(xié)議，設計了一種以基于A(yíng)TMEL公司AT86RF212為核心的無(wú)線(xiàn)監測傳感器網(wǎng)絡(luò )系統。

1 ZigBee協(xié)議簡(jiǎn)介
ZigBee是ZigBee聯(lián)盟定義的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )標準，ZigBee聯(lián)盟的主要目標是通過(guò)加入無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )功能，為消費者提供更富有彈性、更容易使用的電子產(chǎn)品。ZigBee技術(shù)能融入各類(lèi)電子產(chǎn)品，應用范圍橫跨全球的民用、商用、公共事業(yè)以及工業(yè)等市場(chǎng)，使得聯(lián)盟會(huì )員可以利用ZigBee這個(gè)標準化無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )平臺，設計出簡(jiǎn)單、可靠、便宜又節省電力的各種產(chǎn)品。
ZigBee技術(shù)網(wǎng)絡(luò )有兩種網(wǎng)絡(luò )拓撲結構：星型的拓撲結構和對等的拓撲結構。星型拓撲網(wǎng)絡(luò )結構由一個(gè)叫做PAN主協(xié)調器的中央控制器和多個(gè)從設備組成。主協(xié)調器必須為一個(gè)完整功能的設備；從設備既可為完整功能設備，也可為簡(jiǎn)化功能設備。在實(shí)際應用中，應根據具體應用情況，采用不同功能的設備，合理地構造通信網(wǎng)絡(luò )。

2 無(wú)線(xiàn)瓦斯傳感器監控系統組成
圖1所示是本無(wú)線(xiàn)瓦斯傳感器監控系統的組成框圖。該系統設計主要包括監控節點(diǎn)模塊、數據接收模塊及井上信息綜合處理中心等部分，主要是利用不同的瓦斯采集終端對各采集點(diǎn)進(jìn)行瓦斯采集，通過(guò)建立的Mesh無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )將數據進(jìn)行中繼傳輸，逐級路由最終到達地面監控中心，實(shí)現動(dòng)態(tài)顯示、分析及其他處理。Mesh網(wǎng)絡(luò )有效縮短了信息傳輸的延時(shí)，并提高了網(wǎng)絡(luò )通信的可靠性?；赯igBee技術(shù)的中繼器由節點(diǎn)除負責發(fā)送本節點(diǎn)的數據外，還負責轉發(fā)其他節點(diǎn)的數據至中心節點(diǎn)，從而形成無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò )。