基于以太网和zigbee无线传感器网络的铁矿井安全监控系统

❶ 煤矿安全生产动态监控及预警预报体系是什么

煤矿安全生产监测监控无线预警报警系统简称“煤矿安全生产监控无线报警系统”，它由煤矿生产信息采集系统，信息数据传输系统，信息数据移动接收终端三个部分构成。

生产信息采集系统利用自主研发的高性能的LT---KJ20嵌入式远程控制系统设备是一个具有低成本，高性能接口的多协议控制器，它可以将基于各种环境的现场设备连接到指定的网络，运行该系统的远程服务中心，能够在任意地方来配置，监视和控制指定的设备。将煤矿井下瓦斯传感器、一氧化碳传感器、设备开停等所有安全生产监测监控设备读取的信息进行采集和分析，并将采集和分析后的信息与标准信息数据进行比较并分类处理。

信息数据传输系统将LT----KJ20嵌入式远程控制系统所采集处理后的信息数据通过卫星通讯、数字微波或GSM/CDMA信号发送到指定的信息接收终端。

信息数据移动接收终端将各种有线或无线网络传输的信息数据进行接收，并转化为文字、图形、动画等显示界面，实现查询和报警。数据接收终端目前可选笔记本电脑、掌上PDA、移动电话（手机）

根据煤矿安全生产监测监控系统的现状，将高新技术、移动通讯网络与其相结合，在原来安全生产监测监控系统功能的基础上，实现了管理者（使用者）无区域限制，24小时随时随地进行煤矿安全生产情况查询。当煤矿出现安全隐患时该系统能将信息传送至身处异地的管理者（使用者）的移动通讯设备上，便于相关人员在世界任何一个中国移动GPRS信号覆盖的地方在第一时间做出指令，预防生产事故的发生，减少人民群众生命、财产的损失。它的优越性体现在以下几个方面：
煤矿企业无需更换安全生产监测监控设备，只需投入少量资金，即能实现安全生产监测监控操作人员移动值守，企业领导可异地进行信息数据查询。

高可靠性，可远程诊断，远程维护及远程升级的高新科技产品故障率低，为煤矿企业增加了一条科学、实用的安全生产防线。

除煤矿企业外，该系统也可运用于其他矿山、电力、供热、供水、环境监测等众多行业，运用领域广泛。

交移动数字技术作为安全监管的全新手段广泛应用于重点监测监控企业，将为各级领导者及时掌握所有监控点的相关信息数据提供有力的技术支撑，真正的构筑起安全生产的第二道防线。

❷ 基于Zigbee的远程家庭监护系统的应用研究

无线传感器网络是由大量的传感器节点采用无线自组织方式构成的网络 其应用前景广阔[ ][ ] Zigbee技术是一种具有统一技术标准的短距离无线通信技术 其PHY层和MAC层协议基于IEEE ． ． 协议标准 该标准把低能耗 低成本作为重要目标 主要应用于低速传输 可以作为无线传感器网络的通信协议

随着社会老龄化的加剧 解决长期慢性病的监护成为重要的社会问题 一些突发性疾病和家庭保健 如心血管疾病 老人的日常护理 孕妇 胎儿 婴儿 幼儿的保健也需要长期的家庭监护 由于我国医疗资源紧缺 研究基于公用网络的家庭医疗监护 建立小区医疗网络 可以提高医疗服务水平 减轻病人负担 以往的解决方案是采用有线方式或简单的无线数据发射接收方式 被监护者身上安装的传感设备难以自由灵活地移动和接入 系统没有扩展性 成本高 Zigbee 技术的出现为传感器信号的无线传输提供了新的解决方案 Zigbee节点有几十米的覆盖范围 且可以增加路由节点 扩展覆盖范围 因此适用于家庭住宅 同时由于生理监护信号的数据传输流量不大 传输速率为 kbps的Zigbee能够满足生理数据传输要求 Zigbee传感节点可自由灵活地加入和离开网络 具有低功耗和低成本的特点

Zigbee无线传感器网络的上述特点使其在个人生理信号监测和远程家庭监护方面将有很好的应用前景 本文在分析Zigbee无线传感器网络技术的基础上 对其在移动监护的应用进行了研究

基于Zigbee的无线网络家庭监护系统架构

． 远程家庭监护系统对网络的要求

家庭监护网络需要考虑能耗 覆盖面 传输速率和互联网进行通信等因素 本研究采用基于Zigbee技术的无线网络实现在室内对生理信号的采集 通过互联网将生理数据传输到远程监护服务器 人体携带可移动生理信号传感器终端 在网络的可覆盖范围内活动 通过网络内的路由节点接入互联网 Zigbee网络具有自组织 动态路由 网络节点少等特点 同时Zigbee网络考虑了节点的能量节约 减少节点处理器的计算负担等问题 医院或社区的医生可以随时通过互联网查看患者的生理信息 可以对生理传感器的采集方式进行控制 同时也可以获得无线网络中其他监护设备的信息

． 网络拓扑结构

IEEE ． ． 协议的网络拓扑结构有三种类型 星形结构 网格状结构和族状结构．如图 所示 其中网格状结构和族状结构属于点对点的结构 在 ． ． 网络中 根据设备所具有的通信能力可以分为全功能设备(FFD)和精简功能设备(fIFD) FFD设备之间以及FFB设备与RFD设备之间可以直接通信 RFD之间不能直接通信 在IEEE ． + 网络中 有一个称为PAN网络协调器的FFD设备 是传感器网络中的主控制器 每个网络仅有一个主控制器 网络协调器除了直接参与应用以外 还要完成成员的身份管理 链路状态信息管理以及分组转发等功能[ ][ ]

星形网络中所有节点都与中心协调器通信 节点间不能直接通信 中心节点的能量消耗大 适合于网络节点较少 网络结构简单 小范围的网络应用 而点对点网络中只要通信双方都在其辐射范围之内 任何两个设备之间都可以通信 点对点网络中的协调器主要负责实现管理链路状态信息 认证设备身份等功能 点对点网络支持Ad Hoc网络 且可以构造更复杂的网络结构

在家庭监护系统中 被监护对象可能在多个房间内活动 为了能随时扩大覆盖范围 且方便以后功能扩展 选用族状网络拓扑结构 在与互联网的连接方面 建立zi卤ee无线网络与以太网的网桥 将监护信息传送到监控服务器 实现监护信息的共享

家庭监护网络体系结构

基于上述分析 本文设计的远程家庭监护网络体系结构如图 所示 Zigbee无线系统主要由Zigbee无线传感器节点(脉搏传感器节点) 若干个具有路由功能的无线节点和zigbee中心网络协调器(连接家庭无线网桥)组成 无线网桥连接zigbee无线网络与以太网 是家庭无线网络的核心部分 负责无线传感器网络节点和设备节点的管理 图中A B C D为具有路由功能的FFD节点 传感器节点与路由节点自主形成一个多跳的网络

脉搏传感器节点可以通过A B C D节点向网关发送数据 由于被监护者在家庭内自由活动 所以其携带的传感器节点的路由可能是动态变化的 所设计的 Zigbee无线节点的室内通信距离为 ～ m A B C D节点可根据房间的分布进行布置 以能够最大程度地覆盖活动区域 脉搏生理数据经过家庭网关传输到远程监护服务器 远程监护服务器负责脉搏生理数据的实时采集 显示和保存 其他的监护信息如监护图像 安全设备状态等也可以传输到服务器 医院监护中心和医生可以登录监护服务器查看被监护者的生理信息．也可以远程控制家庭Zigbee无线网络中的传感器和设备 从而在被监护病人出现异常时 能及时检测到并采取抢救措施 被监护者的亲属等也可以登录监护服务器随时了解被监护者的健康状况

Zigbee家庭无线网络监护系统硬件结构

对于传感器节点 需要具有小尺寸 低功耗 适应性强的特点 根据 Zigbee协议标准 Zigbee设备发射输出为 ~ ． dbm 通信距离为 ~ m 能够检测能量和链路质量 根据这些检测结果 可自动调整设备的发射功率 在保证通信链路质量的条件下 最小地消耗设备能量 目前市场上的无线发射 接收芯片典型的有Chipcon公司和Freeseale公司的产品 本文选用Freescale的 作为系统的射频芯片 此芯片可以结合Freescale公司的控制器GT 一起组成低功耗的无线模块 无线传感器节点的结构框图如图 所示

由于无线传感器具有随身携带要求 因此采用纽扣电池 脉搏传感器采用PVDF压电薄膜 其输出阻抗很大 由调理电路实现信号放大和滤波 设计时考虑到高频电路对传感器信号的干扰 传感器调理电路与高频发射接收部分分开设计 天线设计是无线模块设计的关键 直接影响到传感器节点的通信质量和通信距离 可以参照常用的 ． GHz天线的设计方法 本设计采用偶极子微带PCB板天线 所有铜箔的走线均采用微带传输线的原理 以减少反射引起的传输损耗 获得较大的输出功率和较高的接收灵敏度

家庭网关负责家庭无线传感器网络的控制和管理 实现信息的融合处理 并将信息传输到互联网 家庭网关的数据传输和运算量较大 并且可以采用外部电力作为电源供应 因此采用具有较强的信息处理能力和网络功能的arm 系列作为控制器 本文采用三星的S C 作为控制器 无线发射芯片采用 Freeseale的MCl 无线控制器芯片采用GT 两者通过SPI口通信 无线网关的硬件结构如图 所示

Zigbee无线网络软件系统

Zigbee协议栈由一系列分层结构组成 每一层为上一层提供服务 数据实体提供数据传输服务 管理实体提供其他功能服务 每种服务实体通过服务接入点CsAP)为上层提供接口 基于Zigtme网络软件分层结构如图 所示

PHY层和MAC层由IEEE ． ． 标准组制定 物理层定义了物理无线信道和MAC子层之间的接口 提供物理层数据服务和物理层管理服务 物理层数据服务从无线信道上收发数据 物理管理层维护一个由物理层相关数据组成的数据库

Zigbee联盟基于 ． ． 标准提供了网络层和应用支持层及应用层框架 Zigbee网络层提供加入和离开网络机制 对数据进行加密以及帧路由等功能 路由协议负责将数据分组从源节点通过网络转发到目的节点 主要完成两个功能 ( )寻找源节点和目的节点间的优化路径 ( )将数据分组沿着优化路径转发 为了能够高效利用能量 减少通信量 Zigbee网络允许树形路由选择 即树形结构选址 有了树形路由选择 设备不必保存占有庞大内存的路由表或者进行额外的空中下载操作来发现路径 从而减小了网络流量 为避免错误信息超过一定长度的过渡路由而产生额外的流量 Zigbee路由允许路由器去发现捷径

路由算法采用AODV(Ad hoc On Demand Distance Vetor)算法 每个路由器维护一张路由表 并定期与其邻居路由器交换路由信息 根据最小路由矢量更新自己的路由表 应用层框架定义监护网络节点协议

无线网关连接内部无线网络与外部有线以太网 网关设计模型如图 所示 网关采用arm 系列实现 运行Linux操作系统 在Zigbee协议帧的基础上 建立无线阿关的通信协议 包括设备编号 数据流方向 数据信息等 开机上电后．系统自检 硬件初始化 与远程监护服务器连接后进入数据流中继服务 实现数据协议的转换等功能 远程服务器接受连接后 随时接收传输的数据．并根据需要分类保存到数据库服务器

实验结果分析

根据设计的zigbee无线监护网络平台 对人体随身携带的脉搏压力信号进行连续采集 并在监护服务器上实时显示 采用 位A/D转换器 数据采样频率 Hz 有线网络环境为校园局域网 采集数据的波形如图 所示 图 为投有使用网络传输 直接经过计算机采集的脉搏信号的波形曲线 采样频率为 Hz

通过对比图 和图 可以看出 经过家庭监护网络采集到的脉搏数据信号波形基本没有变形 只是网络的延时使信号产生了微小的抖动 当系统接入互联网 延时会加大 抖动更加明显 通过增加缓冲区等方法可以减小影响网络延时对实时信号采集 另一方面 由于人体的活动也会给信号带来很大的干扰．可进一步采取滤波等措施减小干扰

❸ 煤矿安全监控系统的系统组成及工作原理

矿井监控系统一般由传感器、执行机构、分站、电源箱 ( 或电控箱) 、主站 ( 或传输接口) 、主机 ( 含显示器) 、系统软件、服务器、打印机、大屏幕、UPS- 电源、远程终端、网络接口电缆和接线盒等组成。
1) 传感器将被测物理量转换为电信号，并具有显示和声光报警功能 ( 有些传感器没有显示或声光报警功能) ；
2) 执行机构 ( 含声光报警及显示设备) 将控制信号转换为被控物理量；
3) 分站接收来自传感器的信号，并按预先约定的复用方式远距离传送给主站 ( 或传输接口) ，同时，接收来自主站 ( 或传输接口) 多路复用信号。分站还具有线性校正、超限判别、逻辑运算等简单的数据处理能力、对传感器输入的信号和主站( 或传输接口) 传输来的信号进行处理，控制执行机构工作；
4) 电源箱将交流电网电源转换为系统所需的本质安全型直流电源，并具有维持电网停电后正常供电不小于 2h的蓄电池；
5) 传输接口接收分站远距离发送的信号，并送至主机处理; 接收主机信号，并送相应分站(传输接口还具有控制分站的发送与接收、多路复用信号的调制与解调、系统自检等功能；
6) 主机一般选用工控微型计算机或普通微型计算机、双机或多机备份。主机主要用来接收监测信号、校正、报警判别、数据统计、磁盘存储、显示、声光报警、人机对话、输出控制、控制打印输出、联网等。

❹ 人员定位系统功能特点sh08是什么，谢谢

人员定位系统由主机、传输接口、分站（读卡器）、识别卡、传输线缆等设备及管理软件组成的系统，具有对携卡人员出/入井时刻、重点区域出/入时刻、工作时间、井下和重点区域人员数量、井下人员活动路线等信息进行监测、显示、打印、储存、查询、报警、管理等功能。·
人员定位系统是集计算机技术、无线传感网络技术、现场总线技术等多学科技术综合应用为一体的高科技产品。该系统采用基于ZigBee的无线传感器网络技术实现井下人员的精确定位。ZigBee技术是一种新兴的无线网络技术，它具有近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本等优点，是一种介于无线标记技术和蓝牙技术之间的技术提案，它依据802.15.4标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器以接力的方式通过无线电波将数据从一个 传感器传到另一个传感器，所以采用ZigBee技术开发的井下人员定位系统具有安装方便、组网灵活、通讯效率高等特点。
人员定位系统构成
中心站软件；
环网平台系统；
大屏幕显示系统；
井口读卡装置；
图像考勤系统；
触摸查询系统；
人员定位分站；
腰带式识别卡；
灯绳式识别卡；
电源箱。
人员定位系统功能特点
组网方案灵活，即可实现CAN总线通讯，又可接入光纤以太环网；
人体生命特征信号探测功能，可探测人体、环境温度；
井口验卡 性功能；
系统容量大， 多可以挂接254sh08个CAN分站，每个分站可以组成一个无线网络，识别卡容量可达6万以上；
远距离识别，识别卡无需靠近基站，识别距离10～100 m可调；
抗冲突能力强，200人以5m/s速度同时通过，无漏读；
双向通讯功能，便于井上与中煤井下人员及时沟通，上报位置信息、温度、电压等；
采用全球先进的无线射频芯片，芯片具有集成度高、外围器件少、传输距离远、抗干扰能力强、可靠性高；
超低功耗无线标签采用定时休眠工作方式，休眠时间可以通过上层软件灵活的设置，减少标签能源消耗，确保双向通讯条件下电池的工作时间长达1年以上；
标签体积小、便于携带。如腰戴式、灯绳式卡，用户可以根据需要自由选配；
可靠性高，系统中各个设备都有存储通信数据的能力，在系统出现故障时可以有效避免数据的丢失，并且在通信过程中采用特殊的手段来提高系统自身的纠错能力，从而大大提高了数据传输的可靠性。同时大的网络容量保证了网络强大的数据采集能力，使得在个别节点出现故障时整个网络仍然可以继续工作。

❺ zigbee无线传感器网络是基于什么

基于网络，渔网。

无线传感器的组成模块封装在一个外壳内，在工作时它将由电池或振动发电机提供电源，构成无线传感器网络节点。它可以采集设备的数字信号通过无线传感器网络传输到监控中心的无线网关，直接送入计算机，进行分析处理。如果需要，无线传感器也可以实时传输采集的整个时间历程信号。

❻ 帮翻译下，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 煤矿安全监控系统的特点

煤矿井下是一个特殊的工作环境，有易燃易爆可燃性气体和腐蚀性气体，潮湿、淋水、矿尘大、电网电压波动大、电磁干扰严重、空间狭小、监控距离远。因此矿井监控系统不同于一般工业监控系统，其与一般工业监控系统相比具有如下特点 ：
①电气防爆；②传输距离远； ③网络结构宜采用树形结构；④监控对象变化缓慢；⑤电网电压波动大，电磁干扰严重；⑥工作环境恶劣；⑦传感器( 或执行机构) 宜采用远程供电；⑧不宜采用中继器。

❽ Zigbee无线传感器网络系统产品一套大概要多少钱

大概价格在4000多RMB,这个是美国Digi的Zigbee网络产品,叫Drop-in Networking开发包,
ConnectPort X8网关一个
XBee 适配器五个
XBee传感器适配器一个
XBee 模块五个
Watchport 温度传感器一个
用于软件定制开发的Python编程工具

X8网关用于将ZigBee网络接入到GSM/3G,WIFI,以太网等
XBee适配器也就是XBee模块的母版,有RS232,USB等多种接口
XBee模块就是Digi的ZigBee模块,有ZigBee2006,Digi Mesh,ZNet2.5,ZB等多种协议的模块可选(固件决定)

另外开发包中还有全套的天线,电池盒,转接线,你可以直接实现:
快速安装低功耗的ZigBee? 无线网状网
按照用户配置的时间表实现远程温度监测
通过RS-232适配器使已有的串口设备支持ZigBee通讯
通过以太网连接监控ZigBee 网络

具体的资料可以找我要,包括开发方面的 020-87544405