基於Zigbee的礦井救援通訊系統

2022-11-20 20:51:03 字數 1402 閱讀 4515

隨著人們安全意識越來越強,作為是高危行業之一的煤礦井下作業安全問題也越來越引起人們的重視。煤礦井下環境複雜,安全隱患眾多,由於人為或者非可控的自然因素造成的煤礦安全事故時有發生,每次事故都會造成重大人員**的原因之一就是救援不夠及時。礦井第一現場因**、塌方等瞬間死亡人員所佔事故人員總死亡的比例小於10%。

快速構建乙個滿足救援人員順利開展救援工作的應急救援通訊系統是至關重要的。隨著應急救援系統越來越成熟,系統將會具有廣泛的市場應用價值。本文介紹了一種基於zigbee的礦井救援通訊系統。

zigbee無線通訊技術提供的是短距離、低功耗的無線網路傳輸服務。採用ieee802.15.

4標準協議。複雜程度低、功耗低、自組織能力強以及資料速率可靠的特性,可以作為嵌入式裝置與其他裝置配合工作。在自動化裝置控制領域具有廣泛的應用前景。

zigbee技術主要用於個人區域網和對等網路。實現近距離的無線網路連線。它依據ieee802.

15.4標準構建的無線感測器網路可以實現網路覆蓋範圍內的感測器之間實現通訊。感測器的資料釆用多跳路由傳輸的方式,資料從乙個感測器節點傳到另乙個感測器節點的效率較高,與其他無線傳輸技術相比具有處於領先地位。

主要的特點體現在以下方面:

(1)自組織。由於無線終端的移動或者新終端的加入,終端彼此間的聯絡會發生變化。感測器節點具有的自適應組網的功能,當乙個節點脫離鏈結的上乙個節點後,感測器節點重新搜尋通訊範圍內的網路資訊,加入網路,尋找通訊聯絡物件通過重新整理原有網路,再次確定鏈結的路徑,構建新的無線網路,保障節點間能夠相互通訊協調工作。

(2)多跳路由結構。無線網路覆蓋的範圍通過多跳路由器擴充套件,組網的方式靈活、使用維護方便。當節點受通訊距離、功率控制或節能的限制無法與閘道器直接通訊時,通過多跳路由器由其他節點**,完成資料的傳輸。

在規定的地方加入專用多跳路由器就可以和現有的裝置構成無線網路,提髙了網路的構建效率。

(3)動態網路拓撲。通過對網路路徑的搜尋,確定節點間資料傳輸的可利用路徑,使用「梯度法」分析路徑的傳輸距離、傳輸速率,確定傳輸路徑並實現資料的無線傳輸。在實際工業現場,無線感測器網路可能是移動的,感測器節點可能會因裝置故障或者傳輸節點繁忙導致資料不能及時傳輸,預先確定的傳輸路徑隨時都可能發生變化。

動態路由結合網狀拓撲結構,就可以很好解決這個問題,從而保證資料的可靠傳輸。

(4)低功耗。技術的功耗低是其快速發展的突出優勢之一。獨特設計的休眠喚醒工作模式大大降低了節點的功耗。

個感測器節點釆用節號乾電池可持續工作時間在半年以上,這對環境複雜、更換電池與供電不便需要超長待機工作的感測器應用市場潛力巨大、前景廣闊。

(5)高容量。網路的節點管理能力強,最髙可支援個節點同時**;通過節點分層管理後的構成的無線網路理論上能夠包含個節點。

(6)抗干擾能力強。抗干擾特性主要針對來自共用頻段的其他技術的干擾。無線網路技術具有空閒通道評估、動態通道選擇能力,採用直序擴頻技術和頻率快變以及應答重傳和快取技術提高了無線網路的抗干擾能力。

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