面向廣域危險環(huán)境下基于ZigBee的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信息采集研究.pdf

1、　　當(dāng)前，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)被業(yè)界賦予了廣闊應(yīng)用前景，這源于微小型傳感器技術(shù)和節(jié)點間的無線通信能力的擴展。作為一種在生活中無處不在的感知與傳輸技術(shù)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及無線傳感器定位技術(shù)廣泛靈活的應(yīng)用于軍事、環(huán)境、醫(yī)療、家庭和其他商用、工業(yè)領(lǐng)域；在救災(zāi)、反恐和空間探索等特殊領(lǐng)域，有著無可比擬的技術(shù)優(yōu)勢。
　　在石油化工等行業(yè)，如果發(fā)生有毒或者有害的液體、氣體的泄漏而沒有采取有效的防護措施，將會給相關(guān)企業(yè)人員及財產(chǎn)帶來極大的損失，甚

2、至帶來人類社會的災(zāi)難。對石油化工的泄漏做出預(yù)警，在泄漏事故未擴大之前及時的采取措施，可以避免重大事故發(fā)生。為解決目前石化行業(yè)泄漏監(jiān)測與預(yù)警困難、監(jiān)測系統(tǒng)實時性低、泄漏點方位確定困難等方面難題，創(chuàng)新地提出了基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的泄漏監(jiān)測方案，并開發(fā)出了用于石化行業(yè)安全生產(chǎn)的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的泄漏監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)借助無線傳感器網(wǎng)絡(luò)成本低、功耗低、部署簡單、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積大及網(wǎng)絡(luò)定位準(zhǔn)確等特點，解決了實時性低和泄漏點定位困難等技術(shù)難題。課題主

3、要針對系統(tǒng)中軟硬件進行了研究。
　　本文概括總結(jié)了氣體泄漏報警檢測方法，在課題所依靠的研究背景之下確立了泄露信息采集系統(tǒng)所采用的方式，采用固定式檢測和拋灑式節(jié)點檢測、通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞健?
　　研究工作從無線傳感器信息采集節(jié)點的硬件入手，分別對傳感子節(jié)點，路由節(jié)點，進行了硬件設(shè)計，其中包括傳感器采集子模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊、無線信息傳輸模塊。該硬件電路具備較高精度、較大范圍、普適性強的泄露氣體濃度信息采集能力

4、。
　　在完成無線傳感器信息采集電路硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上，對CC2430芯片的AD轉(zhuǎn)換模塊、無線射頻傳輸模塊、UART串口傳輸模塊、點對點通信、傳感子節(jié)點入網(wǎng)等程序功能的編寫。并對ZigBee的Z-Stack協(xié)議棧和軟件操作系統(tǒng)程進行了介紹，完成了各功能模塊的融合。完成了信號的轉(zhuǎn)換、無線發(fā)射以及與上位機通信的功能，達到了預(yù)期效果
　　該泄露檢測信息采集系統(tǒng)有別于傳統(tǒng)的檢測手法，創(chuàng)新性的將無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在石化泄露檢測中。該系