（硕士学位论文）基于Zigbee的瓦斯浓度检测系统设计.pdf

论文题目:基于 Zigbee 的瓦斯浓度检测系统设计
专业:微电子学与固体电子学
硕士生:胡韦丽(签名)
指导教师:刘树林(签名)
摘要
目前,测量瓦斯的方式仍以安检员人工操作为主,即使安装传感器节点也大多使用
有线连接方式。人工操作的方式会增加危险性、并且无法保证检测的实时性。有线连接
方式,因布线困难,难以维护因而监测点少,效果有限。如果将瓦斯含量的测量与无线
传感器网络结合起来,利用无线传感器网络架网简单、功耗极低、数据自动路由、节点
增删容易等特点构建数量众多的监测点并让他们实时检测,那么目前的困难将会迎刃而
解。
本课题提出了基于 Zigbee 无线网络的瓦斯浓度检测系统设计方案。介绍了 Zigbee
网络构建和瓦斯浓度检测方法;详细论述了 Zigbee 终端节点、路由器、协调器的软硬件
设计;描述了建立网络各阶段的具体工作;提出了架网的具体要求;设计了利用串口对
数据无线透传的应用程序,并结合实际建立了无线传感器星型网络。利用 MSP430F169
控制 A/D 将瓦斯传感器的电信号变成数字信号,并使用 Zigbee 网络实现了瓦斯浓度检
测数据的无线传输。在实验室测试环境下,实现了 200 米距离内的 Zigbee 星型网络的搭
建,1%、5%标准气样浓度的检测,并完成了利用 Zigbee 无线网络传输瓦斯浓度信息给
网关到上位机的功能。
实验结果验证了 Zigbee 网络传输可靠、网络构成简单高效、功耗极低的特点,非常
适合低速率、高可靠性、大容量传感器网络的建立。采用 Zigbee 网络和瓦斯浓度检测模
块分离的方式开发了无线瓦斯监测系统,增加了本课题的适用面,只需要替换瓦斯含量
信息检测模块即可完成其他任务,实现一次布网、多种应用的目标。

关键词:Zigbee 网络协议;无线传感器网络;瓦斯采集
研究类型:应用研究
Subject :Coal Gas Consistance Test System Based on Zigbee
Specialty :Microelectronics and solid state electronics
Name :Hu weili (Signature)
Instructor:Liu Shulin (Signature)
ABSTRACT
At present, the way to measure consistance of gas in coal mine is manual periodic
check-up or use cable connect will increase the risk of collier's life and can’t get
the results timely. At the same time, it’s hard to wiring and maintenance that make use of
cable connect sensor. We could improve the working system by using the technology of
wireless to transform the information of gas. Still the wireless could be low power, router
automatic, easy to add & reduce end point and easy to build work.
This paper put forward the way of testing the coal consistence system by Zigbee wirless
building of Zigbee and testing the consistence of coal gas are designed. Also did
discuss the hardware & software design of Zigbee, including the end point, the router and the
coordinator. The study told the detail work and requirements of building work,
designed the application of transform the data by UART, building a star work
practicality, designe