基于ZigBee的超聲波風(fēng)速變送器設(shè)計(jì).pdf

1、目前，我國煤炭需求量與日俱增，礦井工作量也隨之日益增多，而環(huán)境中含有的瓦斯、粉塵等有害物質(zhì)嚴(yán)重危害人體健康和生命安全，需要通風(fēng)裝置向井下輸送新鮮空氣，保證人體正常的呼吸環(huán)境。通風(fēng)裝置可以根據(jù)井下的風(fēng)速大小來調(diào)整通風(fēng)時(shí)間和強(qiáng)度，即風(fēng)速值的確定是通風(fēng)裝置工作的重要依據(jù)。所以風(fēng)速測量對礦井安全作業(yè)來說是非常必要的。本文依據(jù)超聲波風(fēng)速測量原理，設(shè)計(jì)了一種新型的礦用風(fēng)速變送器。本變送器選用超聲波相位差法測量風(fēng)速并將ZigBee技術(shù)用于煤礦下風(fēng)速數(shù)

2、據(jù)采集。由單片機(jī)驅(qū)動產(chǎn)生超聲波信號，兩個(gè)接收探頭將接收到的信號送入鑒相器中鑒相，取出相位差并轉(zhuǎn)換為模擬信號，送入單片機(jī)中處理，最后通過無線通信技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。論文的主要工作內(nèi)容如下:
　　 1.通過對各種超聲波風(fēng)速檢測法做對比，建立風(fēng)速與超聲波相位信號的數(shù)學(xué)關(guān)系模型，詳細(xì)分析了測量誤差來源和精度提高途徑，優(yōu)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　　 2.經(jīng)過無線傳輸技術(shù)的比較，選擇了ZigBee技術(shù)，開發(fā)了ZigBee無線通信硬件平臺，

3、調(diào)用了ZigBee協(xié)議棧里的函數(shù)，并且在原有的應(yīng)用層基礎(chǔ)上寫入了自己的應(yīng)用函數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對風(fēng)速數(shù)據(jù)的采集及處理。
　　 3.進(jìn)行了變送器的硬件設(shè)計(jì)。包括:處理器與無線通信模塊接口電路的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)電源電路設(shè)計(jì)、超聲波發(fā)送和接收電路設(shè)計(jì)、鑒相電路設(shè)計(jì)、顯示電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)速信號的采集、放大、輸出等功能。
　　 4.進(jìn)行了變送器的軟件設(shè)計(jì)。包括:采用C語言編寫程序，通過對單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)初始化、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理等功能，當(dāng)風(fēng)速