基於乙太網和zigbee無線感測器網路的鐵礦井安全監控系統

❶ 煤礦安全生產動態監控及預警預報體系是什麼

煤礦安全生產監測監控無線預警報警系統簡稱「煤礦安全生產監控無線報警系統」，它由煤礦生產信息採集系統，信息數據傳輸系統，信息數據移動接收終端三個部分構成。

生產信息採集系統利用自主研發的高性能的LT---KJ20嵌入式遠程式控制制系統設備是一個具有低成本，高性能介面的多協議控制器，它可以將基於各種環境的現場設備連接到指定的網路，運行該系統的遠程服務中心，能夠在任意地方來配置，監視和控制指定的設備。將煤礦井下瓦斯感測器、一氧化碳感測器、設備開停等所有安全生產監測監控設備讀取的信息進行採集和分析，並將採集和分析後的信息與標准信息數據進行比較並分類處理。

信息數據傳輸系統將LT----KJ20嵌入式遠程式控制制系統所採集處理後的信息數據通過衛星通訊、數字微波或GSM/CDMA信號發送到指定的信息接收終端。

信息數據移動接收終端將各種有線或無線網路傳輸的信息數據進行接收，並轉化為文字、圖形、動畫等顯示界面，實現查詢和報警。數據接收終端目前可選筆記本電腦、掌上PDA、行動電話（手機）

根據煤礦安全生產監測監控系統的現狀，將高新技術、移動通訊網路與其相結合，在原來安全生產監測監控系統功能的基礎上，實現了管理者（使用者）無區域限制，24小時隨時隨地進行煤礦安全生產情況查詢。當煤礦出現安全隱患時該系統能將信息傳送至身處異地的管理者（使用者）的移動通訊設備上，便於相關人員在世界任何一個中國移動GPRS信號覆蓋的地方在第一時間做出指令，預防生產事故的發生，減少人民群眾生命、財產的損失。它的優越性體現在以下幾個方面：
煤礦企業無需更換安全生產監測監控設備，只需投入少量資金，即能實現安全生產監測監控操作人員移動值守，企業領導可異地進行信息數據查詢。

高可靠性，可遠程診斷，遠程維護及遠程升級的高新科技產品故障率低，為煤礦企業增加了一條科學、實用的安全生產防線。

除煤礦企業外，該系統也可運用於其他礦山、電力、供熱、供水、環境監測等眾多行業，運用領域廣泛。

交移動數字技術作為安全監管的全新手段廣泛應用於重點監測監控企業，將為各級領導者及時掌握所有監控點的相關信息數據提供有力的技術支撐，真正的構築起安全生產的第二道防線。

❷ 基於Zigbee的遠程家庭監護系統的應用研究

無線感測器網路是由大量的感測器節點採用無線自組織方式構成的網路 其應用前景廣闊[ ][ ] Zigbee技術是一種具有統一技術標準的短距離無線通信技術 其PHY層和MAC層協議基於IEEE ． ． 協議標准 該標准把低能耗 低成本作為重要目標 主要應用於低速傳輸 可以作為無線感測器網路的通信協議

隨著社會老齡化的加劇 解決長期慢性病的監護成為重要的社會問題 一些突發性疾病和家庭保健 如心血管疾病 老人的日常護理 孕婦 胎兒 嬰兒 幼兒的保健也需要長期的家庭監護 由於我國醫療資源緊缺 研究基於公用網路的家庭醫療監護 建立小區醫療網路 可以提高醫療服務水平 減輕病人負擔 以往的解決方案是採用有線方式或簡單的無線數據發射接收方式 被監護者身上安裝的感測設備難以自由靈活地移動和接入 系統沒有擴展性 成本高 Zigbee 技術的出現為感測器信號的無線傳輸提供了新的解決方案 Zigbee節點有幾十米的覆蓋范圍 且可以增加路由節點 擴展覆蓋范圍 因此適用於家庭住宅 同時由於生理監護信號的數據傳輸流量不大 傳輸速率為 kbps的Zigbee能夠滿足生理數據傳輸要求 Zigbee感測節點可自由靈活地加入和離開網路 具有低功耗和低成本的特點

Zigbee無線感測器網路的上述特點使其在個人生理信號監測和遠程家庭監護方面將有很好的應用前景 本文在分析Zigbee無線感測器網路技術的基礎上 對其在移動監護的應用進行了研究

基於Zigbee的無線網路家庭監護系統架構

． 遠程家庭監護系統對網路的要求

家庭監護網路需要考慮能耗 覆蓋面 傳輸速率和互聯網進行通信等因素 本研究採用基於Zigbee技術的無線網路實現在室內對生理信號的採集 通過互聯網將生理數據傳輸到遠程監護伺服器 人體攜帶可移動生理信號感測器終端 在網路的可覆蓋范圍內活動 通過網路內的路由節點接入互聯網 Zigbee網路具有自組織 動態路由 網路節點少等特點 同時Zigbee網路考慮了節點的能量節約 減少節點處理器的計算負擔等問題 醫院或社區的醫生可以隨時通過互聯網查看患者的生理信息 可以對生理感測器的採集方式進行控制 同時也可以獲得無線網路中其他監護設備的信息

． 網路拓撲結構

IEEE ． ． 協議的網路拓撲結構有三種類型 星形結構 網格狀結構和族狀結構．如圖 所示 其中網格狀結構和族狀結構屬於點對點的結構 在 ． ． 網路中 根據設備所具有的通信能力可以分為全功能設備(FFD)和精簡功能設備(fIFD) FFD設備之間以及FFB設備與RFD設備之間可以直接通信 RFD之間不能直接通信 在IEEE ． + 網路中 有一個稱為PAN網路協調器的FFD設備 是感測器網路中的主控制器 每個網路僅有一個主控制器 網路協調器除了直接參與應用以外 還要完成成員的身份管理 鏈路狀態信息管理以及分組轉發等功能[ ][ ]

星形網路中所有節點都與中心協調器通信 節點間不能直接通信 中心節點的能量消耗大 適合於網路節點較少 網路結構簡單 小范圍的網路應用 而點對點網路中只要通信雙方都在其輻射范圍之內 任何兩個設備之間都可以通信 點對點網路中的協調器主要負責實現管理鏈路狀態信息 認證設備身份等功能 點對點網路支持Ad Hoc網路 且可以構造更復雜的網路結構

在家庭監護系統中 被監護對象可能在多個房間內活動 為了能隨時擴大覆蓋范圍 且方便以後功能擴展 選用族狀網路拓撲結構 在與互聯網的連接方面 建立zi鹵ee無線網路與乙太網的網橋 將監護信息傳送到監控伺服器 實現監護信息的共享

家庭監護網路體系結構

基於上述分析 本文設計的遠程家庭監護網路體系結構如圖 所示 Zigbee無線系統主要由Zigbee無線感測器節點(脈搏感測器節點) 若干個具有路由功能的無線節點和zigbee中心網路協調器(連接家庭無線網橋)組成 無線網橋連接zigbee無線網路與乙太網 是家庭無線網路的核心部分 負責無線感測器網路節點和設備節點的管理 圖中A B C D為具有路由功能的FFD節點 感測器節點與路由節點自主形成一個多跳的網路

脈搏感測器節點可以通過A B C D節點向網關發送數據 由於被監護者在家庭內自由活動 所以其攜帶的感測器節點的路由可能是動態變化的 所設計的 Zigbee無線節點的室內通信距離為 ～ m A B C D節點可根據房間的分布進行布置 以能夠最大程度地覆蓋活動區域 脈搏生理數據經過家庭網關傳輸到遠程監護伺服器 遠程監護伺服器負責脈搏生理數據的實時採集 顯示和保存 其他的監護信息如監護圖像 安全設備狀態等也可以傳輸到伺服器 醫院監護中心和醫生可以登錄監護伺服器查看被監護者的生理信息．也可以遠程式控制制家庭Zigbee無線網路中的感測器和設備 從而在被監護病人出現異常時 能及時檢測到並採取搶救措施 被監護者的親屬等也可以登錄監護伺服器隨時了解被監護者的健康狀況

Zigbee家庭無線網路監護系統硬體結構

對於感測器節點 需要具有小尺寸 低功耗 適應性強的特點 根據 Zigbee協議標准 Zigbee設備發射輸出為 ~ ． dbm 通信距離為 ~ m 能夠檢測能量和鏈路質量 根據這些檢測結果 可自動調整設備的發射功率 在保證通信鏈路質量的條件下 最小地消耗設備能量 目前市場上的無線發射 接收晶元典型的有Chipcon公司和Freeseale公司的產品 本文選用Freescale的 作為系統的射頻晶元 此晶元可以結合Freescale公司的控制器GT 一起組成低功耗的無線模塊 無線感測器節點的結構框圖如圖 所示

由於無線感測器具有隨身攜帶要求 因此採用紐扣電池 脈搏感測器採用PVDF壓電薄膜 其輸出阻抗很大 由調理電路實現信號放大和濾波 設計時考慮到高頻電路對感測器信號的干擾 感測器調理電路與高頻發射接收部分分開設計 天線設計是無線模塊設計的關鍵 直接影響到感測器節點的通信質量和通信距離 可以參照常用的 ． GHz天線的設計方法 本設計採用偶極子微帶PCB板天線 所有銅箔的走線均採用微帶傳輸線的原理 以減少反射引起的傳輸損耗 獲得較大的輸出功率和較高的接收靈敏度

家庭網關負責家庭無線感測器網路的控制和管理 實現信息的融合處理 並將信息傳輸到互聯網 家庭網關的數據傳輸和運算量較大 並且可以採用外部電力作為電源供應 因此採用具有較強的信息處理能力和網路功能的arm 系列作為控制器 本文採用三星的S C 作為控制器 無線發射晶元採用 Freeseale的MCl 無線控制器晶元採用GT 兩者通過SPI口通信 無線網關的硬體結構如圖 所示

Zigbee無線網路軟體系統

Zigbee協議棧由一系列分層結構組成 每一層為上一層提供服務 數據實體提供數據傳輸服務 管理實體提供其他功能服務 每種服務實體通過服務接入點CsAP)為上層提供介面 基於Zigtme網路軟體分層結構如圖 所示

PHY層和MAC層由IEEE ． ． 標准組制定 物理層定義了物理無線信道和MAC子層之間的介面 提供物理層數據服務和物理層管理服務 物理層數據服務從無線信道上收發數據 物理管理層維護一個由物理層相關數據組成的資料庫

Zigbee聯盟基於 ． ． 標准提供了網路層和應用支持層及應用層框架 Zigbee網路層提供加入和離開網路機制 對數據進行加密以及幀路由等功能 路由協議負責將數據分組從源節點通過網路轉發到目的節點 主要完成兩個功能 ( )尋找源節點和目的節點間的優化路徑 ( )將數據分組沿著優化路徑轉發 為了能夠高效利用能量 減少通信量 Zigbee網路允許樹形路由選擇 即樹形結構選址 有了樹形路由選擇 設備不必保存佔有龐大內存的路由表或者進行額外的空中下載操作來發現路徑 從而減小了網路流量 為避免錯誤信息超過一定長度的過渡路由而產生額外的流量 Zigbee路由允許路由器去發現捷徑

路由演算法採用AODV(Ad hoc On Demand Distance Vetor)演算法 每個路由器維護一張路由表 並定期與其鄰居路由器交換路由信息 根據最小路由矢量更新自己的路由表 應用層框架定義監護網路節點協議

無線網關連接內部無線網路與外部有線乙太網 網關設計模型如圖 所示 網關採用arm 系列實現 運行Linux操作系統 在Zigbee協議幀的基礎上 建立無線阿關的通信協議 包括設備編號 數據流方向 數據信息等 開機上電後．系統自檢 硬體初始化 與遠程監護伺服器連接後進入數據流中繼服務 實現數據協議的轉換等功能 遠程伺服器接受連接後 隨時接收傳輸的數據．並根據需要分類保存到資料庫伺服器

實驗結果分析

根據設計的zigbee無線監護網路平台 對人體隨身攜帶的脈搏壓力信號進行連續採集 並在監護伺服器上實時顯示 採用 位A/D轉換器 數據采樣頻率 Hz 有線網路環境為校園區域網 採集數據的波形如圖 所示 圖 為投有使用網路傳輸 直接經過計算機採集的脈搏信號的波形曲線 采樣頻率為 Hz

通過對比圖 和圖 可以看出 經過家庭監護網路採集到的脈搏數據信號波形基本沒有變形 只是網路的延時使信號產生了微小的抖動 當系統接入互聯網 延時會加大 抖動更加明顯 通過增加緩沖區等方法可以減小影響網路延時對實時信號採集 另一方面 由於人體的活動也會給信號帶來很大的干擾．可進一步採取濾波等措施減小干擾

❸ 煤礦安全監控系統的系統組成及工作原理

礦井監控系統一般由感測器、執行機構、分站、電源箱 ( 或電控箱) 、主站 ( 或傳輸介面) 、主機 ( 含顯示器) 、系統軟體、伺服器、列印機、大屏幕、UPS- 電源、遠程終端、網路介面電纜和接線盒等組成。
1) 感測器將被測物理量轉換為電信號，並具有顯示和聲光報警功能 ( 有些感測器沒有顯示或聲光報警功能) ；
2) 執行機構 ( 含聲光報警及顯示設備) 將控制信號轉換為被控物理量；
3) 分站接收來自感測器的信號，並按預先約定的復用方式遠距離傳送給主站 ( 或傳輸介面) ，同時，接收來自主站 ( 或傳輸介面) 多路復用信號。分站還具有線性校正、超限判別、邏輯運算等簡單的數據處理能力、對感測器輸入的信號和主站( 或傳輸介面) 傳輸來的信號進行處理，控制執行機構工作；
4) 電源箱將交流電網電源轉換為系統所需的本質安全型直流電源，並具有維持電網停電後正常供電不小於 2h的蓄電池；
5) 傳輸介面接收分站遠距離發送的信號，並送至主機處理; 接收主機信號，並送相應分站(傳輸介面還具有控制分站的發送與接收、多路復用信號的調制與解調、系統自檢等功能；
6) 主機一般選用工控微型計算機或普通微型計算機、雙機或多機備份。主機主要用來接收監測信號、校正、報警判別、數據統計、磁碟存儲、顯示、聲光報警、人機對話、輸出控制、控制列印輸出、聯網等。

❹ 人員定位系統功能特點sh08是什麼，謝謝

人員定位系統由主機、傳輸介面、分站（讀卡器）、識別卡、傳輸線纜等設備及管理軟體組成的系統，具有對攜卡人員出/入井時刻、重點區域出/入時刻、工作時間、井下和重點區域人員數量、井下人員活動路線等信息進行監測、顯示、列印、儲存、查詢、報警、管理等功能。·
人員定位系統是集計算機技術、無線感測網路技術、現場匯流排技術等多學科技術綜合應用為一體的高科技產品。該系統採用基於ZigBee的無線感測器網路技術實現井下人員的精確定位。ZigBee技術是一種新興的無線網路技術，它具有近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本等優點，是一種介於無線標記技術和藍牙技術之間的技術提案，它依據802.15.4標准，在數千個微小的感測器之間相互協調實現通信。這些感測器以接力的方式通過無線電波將數據從一個 感測器傳到另一個感測器，所以採用ZigBee技術開發的井下人員定位系統具有安裝方便、組網靈活、通訊效率高等特點。
人員定位系統構成
中心站軟體；
環網平台系統；
大屏幕顯示系統；
井口讀卡裝置；
圖像考勤系統；
觸摸查詢系統；
人員定位分站；
腰帶式識別卡；
燈繩式識別卡；
電源箱。
人員定位系統功能特點
組網方案靈活，即可實現CAN匯流排通訊，又可接入光纖以太環網；
人體生命特徵信號探測功能，可探測人體、環境溫度；
井口驗卡 性功能；
系統容量大， 多可以掛接254sh08個CAN分站，每個分站可以組成一個無線網路，識別卡容量可達6萬以上；
遠距離識別，識別卡無需靠近基站，識別距離10～100 m可調；
抗沖突能力強，200人以5m/s速度同時通過，無漏讀；
雙向通訊功能，便於井上與中煤井下人員及時溝通，上報位置信息、溫度、電壓等；
採用全球先進的無線射頻晶元，晶元具有集成度高、外圍器件少、傳輸距離遠、抗干擾能力強、可靠性高；
超低功耗無線標簽採用定時休眠工作方式，休眠時間可以通過上層軟體靈活的設置，減少標簽能源消耗，確保雙向通訊條件下電池的工作時間長達1年以上；
標簽體積小、便於攜帶。如腰戴式、燈繩式卡，用戶可以根據需要自由選配；
可靠性高，系統中各個設備都有存儲通信數據的能力，在系統出現故障時可以有效避免數據的丟失，並且在通信過程中採用特殊的手段來提高系統自身的糾錯能力，從而大大提高了數據傳輸的可靠性。同時大的網路容量保證了網路強大的數據採集能力，使得在個別節點出現故障時整個網路仍然可以繼續工作。

❺ zigbee無線感測器網路是基於什麼

基於網路，漁網。

無線感測器的組成模塊封裝在一個外殼內，在工作時它將由電池或振動發電機提供電源，構成無線感測器網路節點。它可以採集設備的數字信號通過無線感測器網路傳輸到監控中心的無線網關，直接送入計算機，進行分析處理。如果需要，無線感測器也可以實時傳輸採集的整個時間歷程信號。

❻ 幫翻譯下，急用。

To realize dc micro nets of multiple variable current equipment communication, and then realize dc micro nets monitoring and energy management, put forward based on ZigBee wireless sensor network and Ethernet communication solutions. System USES JN5139 realized more variable current equipment, coordination between the ZigBee communication; In the coordinator, combined with CP2200 Ethernet control chip, realize the coordinator and monitoring of the Ethernet communication between host. The experiment shows that the scheme is flexible and convenient maintenance networking construction; In the coordinator of the ZigBee chip and Ethernet chip directly connected, the decrease of the intermediate links, and improve the system of the whole communication effect.

❼ 煤礦安全監控系統的特點

煤礦井下是一個特殊的工作環境，有易燃易爆可燃性氣體和腐蝕性氣體，潮濕、淋水、礦塵大、電網電壓波動大、電磁干擾嚴重、空間狹小、監控距離遠。因此礦井監控系統不同於一般工業監控系統，其與一般工業監控系統相比具有如下特點 ：
①電氣防爆；②傳輸距離遠； ③網路結構宜採用樹形結構；④監控對象變化緩慢；⑤電網電壓波動大，電磁干擾嚴重；⑥工作環境惡劣；⑦感測器( 或執行機構) 宜採用遠程供電；⑧不宜採用中繼器。

❽ Zigbee無線感測器網路系統產品一套大概要多少錢

大概價格在4000多RMB,這個是美國Digi的Zigbee網路產品,叫Drop-in Networking開發包,
ConnectPort X8網關一個
XBee 適配器五個
XBee感測器適配器一個
XBee 模塊五個
Watchport 溫度感測器一個
用於軟體定製開發的Python編程工具

X8網關用於將ZigBee網路接入到GSM/3G,WIFI,乙太網等
XBee適配器也就是XBee模塊的母版,有RS232,USB等多種介面
XBee模塊就是Digi的ZigBee模塊,有ZigBee2006,Digi Mesh,ZNet2.5,ZB等多種協議的模塊可選(固件決定)

另外開發包中還有全套的天線,電池盒,轉接線,你可以直接實現:
快速安裝低功耗的ZigBee? 無線網狀網
按照用戶配置的時間表實現遠程溫度監測
通過RS-232適配器使已有的串口設備支持ZigBee通訊
通過乙太網連接監控ZigBee 網路

具體的資料可以找我要,包括開發方面的 020-87544405