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安全管理是煤炭生产的重要一环。目前传统的安全管理方式是以人为主要因素,没有定位、定量且准确性差,越来越不适应于生产的发展,必须采用先进的方法和手段才能更好地解决生命安全保障问题。我们所希望的未来煤矿安全系统是能够事先预测事故的发生,掌握事故的规律,做出定性和定量的评价,向有关人员预先警告事故的危险性,将事故的损失降到最低。本文提出了一种基于无线传感器网络技术(WSN)的煤矿管理服务系统的设计方案。在利用ChipconCC2420硬件平台的基础上,设计并实现了煤矿管理服务系统的实验平台。通过系统功能测试,证明了此系统方案有一定的可行性。本文的设计方案为WSN的研究提供了应用实例。主要工作如下:
1.分析了现有煤矿管理系统的特点与不足,论述了基于无线传感器网络技术开发煤矿管理系统的优势和意义;
2.阐述了无线传感器网络的基础理论知识,并介绍了基于ZigBee技术的传感器网络的特点,分析了本课题中所用的协议栈;
3.介绍了同导师的研究生同学所设计制作的Telos硬件平台,分析了现有的无线传感器网络硬件平台技术,并详细介绍了本课题所用的ChipconCC2420平台的特点;
4.提出了基于WSN技术的煤矿管理服务系统平台的设计方案,阐述了系统的软件设计思路和设计流程,完成了移动节点数据采集和控制设计实现、通信协议的制订及实现、定位算法设计及实现、数据库设计及实现以及地图编辑器的设计实现等工作,实现了该系统的基本功能;
5.对所实现的煤矿管理服务系统进行了功能测试,给出了测试结果;对传感器网络的组网功能进行了测试分析,并对网络拓扑管理进行了优化处理。对课题设计中出现的问题进行了总结,并给出了解决思路。
6.总结了本课题所做的主要工作,指出其中的优势和不足,并展望了基于WSN技术的煤矿管理系统的未来研究和发展方向。