基于ZigBee的煤礦監控網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)設計

2.4網(wǎng)關(guān)節點(diǎn)的硬件設計

網(wǎng)關(guān)節點(diǎn)又稱(chēng)Sink節點(diǎn)，其處理、存儲和通信能力都較強，可發(fā)布監測任務(wù)，并把采集數據轉發(fā)到外部網(wǎng)絡(luò )。根據煤礦井下的特殊要求，網(wǎng)關(guān)的硬件體系結構包括主處理器，存儲模塊，無(wú)線(xiàn)通信模塊、接口模塊、電源模塊等。而CC2430內嵌的8051微控制器核不能滿(mǎn)足要求，網(wǎng)關(guān)微處理器選用Intel公司的PXA255處理器。它是一個(gè)高性能、低能耗的RISE處理器。圖4是網(wǎng)關(guān)節點(diǎn)結構框圖，它帶有USB數據端口和RS232數據端口，可通過(guò)開(kāi)關(guān)切換，便于網(wǎng)關(guān)與外部網(wǎng)絡(luò )或處理終端間的連接。TTL與RS232電平轉換單元選用MAX3316，可在2.25～3.0 V電源電壓內實(shí)現兩通道雙向電平轉換，可直接操作CC2430的串行數據線(xiàn)和控制線(xiàn)。CC2430的外圍電路設計與傳感器節點(diǎn)設計相同。

3節點(diǎn)軟件設計

盡管可根據需要靈活配置處于不同層次、不同位置、具有不同作用的節點(diǎn)結構，但其應用程序則有所差別。其相同點(diǎn)是節點(diǎn)采用串口通信模式，利用中斷實(shí)現數據的接收和發(fā)送。節點(diǎn)有兩個(gè)任務(wù)：一是發(fā)送接收本節點(diǎn)數據，二是接收處理并轉發(fā)其他從節點(diǎn)數據。圖5為傳感器節點(diǎn)的程序流程圖。節點(diǎn)一般處于休眠狀態(tài)，只有當中斷請求時(shí)才被激活。

4結語(yǔ)

基于ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )技術(shù)構建的煤礦無(wú)線(xiàn)監測系統采用簇1樹(shù)網(wǎng)絡(luò )拓撲。系統設計中，無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)以CC2430內嵌的低功耗8051微控制器為核心，實(shí)現無(wú)線(xiàn)通信。當節點(diǎn)處于休眠狀態(tài)時(shí)有中斷請求才能激活節點(diǎn)工作，采用串行中斷接收和發(fā)送數據。利用這種模式建立的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )具有良好的穩定性和較高的通信效率。