基于ＺｉｇＢｅｅ技術的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)等

基于ZigBee技術的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)

廣州周立功單片機發(fā)展有限公司

在本煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中，利用ZigBee無線網絡技術。實現井下人員的定位，同時對井下環(huán)境(如瓦斯、溫度、濕度等環(huán)境指標)進行實時監(jiān)控。在事故發(fā)生前，安全生產監(jiān)控中心可以隨時掌握井下不同位置的各種安全生產要素，從而采取積極有效的預防措施。事故發(fā)生后，可以掌握事故發(fā)生當時，甚至事故發(fā)生后相當一段時間內，井下工作人員的具體分布位置以及不同位置的瓦斯?jié)舛鹊惹闆r，以制定及時有效的搶救措施。并實施有效的現場搶救指揮。

根據現場實際需要，沿坑道每隔一定距離(50～500m)在坑道頂部設置一個ZigBee網絡接收節(jié)點，分散的ZigBee接收節(jié)點通過CAN總線連接到礦用分站。各節(jié)點的數據經過礦用分站處理后通過，以太網傳送到監(jiān)控中心。每一個需要定位的移動目標(列如礦工)，都隨身攜帶一個ZigBee發(fā)射模塊。每個ZigBee發(fā)射模塊都有唯一的ID號作為定位目標的身份標識。ZigBee發(fā)射模塊通過周期(如5s)猝發(fā)的方式向接收節(jié)點發(fā)送數據。兩個接收節(jié)點通過對信號強度的計數和現場實測校正便可以得出移動目標的定位信息。通過這樣的方式就組成了一個無線人員定位網絡，根據現場需要還可以在CAN總線上掛接其他的數據采集模塊(如瓦斯?jié)舛炔杉K。一氧化碳濃度采集模塊等)，以實現對井下環(huán)境的檢測、監(jiān)控和人員定位。同時，礦工攜帶的設備還可以預設一些報警數據，直接將收到的環(huán)境參數(如瓦斯?jié)舛取⒑趿俊⒓磿r預警信息等)呈現出來。達到危險等級就報警，并自動上報控制臺，成為一個生命保障系統(tǒng)。ZICM2410是美國CEL公司自主研發(fā)的ZigBee ready模塊。為2.4GHz IEEE 802.15.4無線網絡提供一個高性能低成本的組網方案。系統(tǒng)組成框圖如圖1。

本方案采用短距離無線技術。不僅方便巡檢和故障排查(避免人員要到檢測設備端查看設備)。更重要的是它的定位及生命保障功能，在煤礦安全日益受到重視的今天，井下定位、礦工身體狀況監(jiān)控和井下即時環(huán)境安全監(jiān)控等措施需要裝備精良，真正實現生命安全第一位的原則。

基于AT86FR212的Zigbee無線通信在工業(yè)智能電源控制中的應用

張驛風

系統(tǒng)運作思路：終端安裝在車間的生產線上，數量根據生產線的需要確定，終端通過Zigbee的方式組成一個局域的網絡，整個網絡再通過一個控制管理節(jié)點連接到上位機。上位機可以安裝在車間管理人員可以觸及的地方，上位機接收管理人員的命令，請求終端具體執(zhí)行控制各自管理的電源系統(tǒng)。

設計思路：使用ATmegal281+AT86FR212設計終端。每個終端通過Zigbee網絡接收上位機的命令。井解釋執(zhí)行上位機的命令。終端主要控制繼電器的拉閘和跳閘動作。和讀取該點的溫度數據，回傳給上位機，終端的系統(tǒng)結構圖如圖1。

Zigbee部分基于Atmel的新推出的射頻芯片AT86RF212進行設計，該芯片符合IEEE802.15.4與P802.15.4c標準，采用zigbee、6LoWPAN及ISM技術頻段應用的700/800/900MHz頻段實現低功耗收發(fā)器。

軟件部分的zigbee協議棧使用Atmel提供的BitCloud庫。實現基于AT86RF212的Zigbee組網、路由功能，應用使用AvrStudi04+WinAVR進行編輯編譯調試。

上位機基于Atmel的AT91SAM9261 ARM9 CPU設計，主板擴展有32MB SDRAM，256MBNAND FLASH，7英寸TFT液晶屏幕，上位機系統(tǒng)結構圖如圖2。上位機使用WinCE5.0操作系統(tǒng)，應用基于MFC設計，實現了非常人性化的人機交互界面，車間管理人員通過WinCE的菜單和按鈕設置各終端的電源拉閘，跳閘控制策略。設置成功后。命令將通過Zigbee網絡路由到各個終端，終端接收到這些命令后就可以根據命令來實現電源的拉閘盒跳閘動作控制了。

貝能短距離數傳RF產品標準模塊

貝能科技有限公司

貝能EZRadio與EZRadioPro系列標準模塊基于Silicon Labs公司的EZRadio系列產品。是面向短距離數傳RF產品的無線應用方案。目前RF常見問題包括：輸出RF信號匹配(調諧)，發(fā)送和接收頻率漂移(距離縮短)，昂貴的RF元件，電池壽命，設計需求(源代碼和PCB)，RFI程師缺少、薪酬高，調整生產費用高。EZRadio系列產品具有自動天線調諧(多波段天線)，片上晶振調諧電容和嵌入式AFC，只需要晶振，低功耗占空比模式，低平均電流(<0.5 mA)等特點，現成的開發(fā)工具和示例使客戶無需專門的RF開發(fā)經驗、不需要調整生產就可以滿足RF產品需要。

主要特色賣點

·增加了收發(fā)距離。

·極大地降低了成本。

·延長了電池壽命。

·特殊的性能。

模塊的典型應用

·遙控器(熱水器、節(jié)能燈和GPS等)。

·家居安全與報警(煙霧報警器等)。

·遙控鑰匙(汽車門鎖遙控和防盜報警)。

·天氣預報機及天氣監(jiān)控器(監(jiān)測室內外的溫度、濕度、風、雨等數據)。

·個人/病人數據記錄(醫(yī)療報警/監(jiān)護儀)。

·遠程抄表(水，電，煤氣表)。

·智能家居(家用電器及燈飾的控制)。

·無線網絡系統(tǒng)(無線點菜機、無線教學系統(tǒng)等)。

·物品監(jiān)控器(行李跟蹤器、遙控尋找器等)。