CN201741262U

CN201741262U - 一种矿井无线监控系统

Info

Publication number: CN201741262U
Application number: CN2009202456136U
Authority: CN
Inventors: 贾玉兰
Original assignee: Xian Jiaotong University
Current assignee: Xian Jiaotong University
Priority date: 2009-12-04
Filing date: 2009-12-04
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2019-12-04

Abstract

一种矿井无线监控系统，其特征在于：包括部署在井下巷道内的若干个无线传感器构成的无线传感器网络，负责定时收集无线传感器的数据信息，并定时将网络报警等级的信息广播给网络中的所有无线传感器的汇聚节点，负责整个无线传感器数据采集网络的维护建立的监控中心，所说的汇聚节点通过网关和RS232数据串口与监控中心相连。本实用新型将基于ZigBee协议栈无的线传感器网络技术应用于煤矿井下的监测，构建无线监测系统。很好的解决了无线传感器网络系统硬件节点的设计。

Description

一种矿井无线监控系统

技术领域

本实用新型涉及一种无线监控系统，具体涉及一种矿井无线监控系统。

背景技术

目前国内煤矿井下监控系统采用的通信方式主要有以中低频技术为主的感应通信和以VHF技术为主的漏泄通信。感应通信方式主要是借助于巷道里悬挂的感应线或已有的钢轨、动力线等导体，应用感应线周围的感应电磁场传递信息，并在感应沿线形成一个带状通信区域。为了减少感应传输线上的损耗，工作频率一般为中频段，这种方式信道容量小，电磁干扰强，感应通信传输衰减和耦合衰减较大，通信距离短等缺点。漏泄无线电通信方式指在巷道中敷设一条开放式的同轴漏泄电缆，该电缆同时起着传输线和天线的作用，形成一个连续无线电漏泄场，实现漏泄电缆长天线和流动电台之间的双向可逆的耦合，但是每隔一段须加装一个双向放大器以补偿传输损失，并且由于这种系统须敷设昂贵的漏泄同轴电缆，使之成为推广和进入实际应用的巨大门槛。总之国内目前绝大多数矿用瓦斯气体传感器设备普遍采用有线方式、电力线缆或无线泄露电缆方式进行信息传输，而监控线缆在矿井中某些在不断挖掘的区域或者巷道狭小区域难于铺设，布线成为相当大的困难，许多现有的监控系统由于某些作业区域不断挖掘延伸而难于铺设电缆，因此不能实现全矿井的覆盖，这不仅效率低、成本高，而且设备维护困难，尤其矿井一旦出现事故，特别是发生爆炸事件时，传感器设备及线缆往往会受到致命的破坏，给搜救工作带来很大困难。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、低功耗、低成本的矿井无线监控系统。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：包括部署在井下巷道内的若干个无线传感器构成的无线传感器网络，所述的无线传感器包括数据采集模块、数据处理模块、无线通信模块和电源模块，数据采集模块将采集到的信号输入给数据处理模块，数据处理模块将采集到的数据处理后输出给无线通信模块，无线通信模块完成数据的发送。

数据处理模块为MC9S08GT60微控制器；

无线通信模块采用工作频率是2.405～2.480GHz，符合ZigBee标准的MC13192射频芯片。

本实用新型的无线传感器网络负责定时收集无线传感器的数据信息，并定时将网络报警等级的信息广播给网络中的所有无线传感器的汇聚节点，负责整个无线传感器数据采集网络的维护建立的监控中心，所说的汇聚节点通过网关和RS232数据串口与监控中心相连。

本实用新型将基于ZigBee协议栈无的线传感器网络技术应用于煤矿井下的监测，构建无线监测系统。很好的解决了无线传感器网络系统硬件节点的设计，其设计具有以下技术特点：(1)在硬件节点设计中采用了两种设计方案；(2)让射频收发器工作频率选择在2.4GHz频段，避开无线传输衰减严重的频段；(3)选用Freescale的MC13192射频收发器，实现了节能策略的设计；(4)采用直序扩频(DSSS)通信技术；(5)利用ZigBee节点特性设计了移动节点定位装置。

附图说明

表1是一个对比结果，它给出了不同生产厂商生产的无线射频(RF)收发芯片和微控制器芯片的性能指标比较结果。

表2是一个对比结果，它给出了三种微处理器芯片性能参数的对比结果。

图1是一个示意图，它给出了本发明中无线传感器网络监控系统网络结构的示意图。

图2是一个示意框图，它给出了无线传感器网络节点的基本结构框图。

图3是一个示意框图，它给出无线传感器网络节点的结构框图。

图4是示意图，它们给出了MC9S08GT6044引脚QFP封装的示意图。

图5是示意图，它给出了MC13192引脚及排列的示意图。

图6连接框图，它给出了本发明中MC13192与MCU的SPI连接框图。

图7是一个说明图，它给出了对Sink节点工作流程的说明。

图8是一个说明图，它给出了对sensor节点工作流程的说明。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks，WSN)综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和通信技术，它是由大量部署在无人值守的监控区域、具有通信与计算能力的微小传感器节点，构成能够根据环境自主完成指定任务的“智能”监测、监控网络系统。针对矿井传感器设备大多采用有线方式传输数据信息所存在的种种弊端，本实用新型把无线传感器网络技术应用到环境恶劣的矿井监控系统中，将无线传感器网络作为新型的信息获取技术，利用无线传感器网络具备的无线自组织网络、自修复能力，采用多跳中继无线通信方式，使所有无线传感器以协作的方式实时监测、感知和采集周围数据，采用远程分布式方式进行状态控制与数据传输、处理。本实用新型选择的这一技术方案改变了现有传感器的应用缺陷，实现了无线传感器接入网络，使得其配置灵活，不再受控制信号总线的制约。

无线传感器网络技术符合的IEEE 802.15.4协议标准(商业名称ZigBee)。ZigBee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，主要适合于应用到自动控制、传感器、监测和远程控制等领域。ZigBee采用IEEE802.15.4 PHY/MAC标准，完整的协议栈只有32KB，可嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能。ZigBee采用自组网、动态路由通信方式，可在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信，这些传感器只需要很少的能量，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，通信效率高，非常适用于井下通信环境。因此，Zigbee技术和无线传感器网络技术自身的这些特点完全能够满足煤矿井下复杂环境的应用需求，即使矿井结构遭到破坏，利用WSN自身技术特点仍能自动恢复组网、传递信息，为矿难救助等提供重要信息。总之，基于ZigBee技术和无线传感器网络的井下网络监测技术的成功实现，为目前国内煤矿井下监测技术问题提供了一种有效的解决途径。因而，这一技术能够填补目前矿用传感器设备大多采用有线方式传输数据所存在的弊端。

本实用新型构建的煤矿井下无线监控系统是采用ZigBee协议栈组成无线传感器网络系统。无线传感器网络监测系统主要由硬件节点和可视化软件组成。目前国内硬件节点产品普遍采用TI公司、Crossbow公司、Chipcon公司、Freescale公司等世界知名大公司的产品，价格不等但都偏高。无线传感器网络硬件节点(后面均简称为节点)是整个无线传感器网络的核心部件，矿井下无线监测系统必须通过由大量节点组成的多跳自组网络，来完成接收/发送节点采集的数据，定时查看每个节点详细数据、设置报警级别、人员定位等功能。由于系统组网需要大量的节点，为此我们从经济实用的角度自己设计了无线传感器网络硬件节点。

系统硬件节点设计性能的好坏，对整个无线网络监测系统的稳定性和可靠性是至关重要的。而硬件节点的关键部件是射频收发器芯片和微处理控制器芯片，所以我们查阅了一些关于设计节点的射频收发器芯片和微处理控制器芯片，表1中对不同生产厂商生产的无线射频(RF)收发芯片和微控制器芯片的性能指标进行了比较。

在不同应用中，无线传感器网络节点承担的角色不同，所设计节点的侧重点也不尽相同。我们设计的系统硬件节点是针对煤矿井下环境监测。从表1中看出： TR3000和CC1110的工作频率分别为433.92MHz和1GHz，井下巷道对于1GHz以下频率无线传输衰减很严重，因此这两种工作频率过低的芯片不适合使用在煤矿井下的环境。CC2420和MC13192都支持ZigBee协议，工作频率为2.4G，从上面的性能参数比较可以看到，两种芯片在工作频率、传输速率、工作电压以及调制方式上基本一样，MC13192的接收灵敏度略低于CC2420，而且由于传输速率低所占带宽大，信道信噪比较大，但输出功率MC13192稍大于CC2420，另外最重要的一点就是MC13192的通信距离要比CC2420远很多，价格也低一些，基于此我们在节点设计方案中选择MC13192作为射频收发器芯片。

射频收发器MC13192具有许多优点。MC13192符合ZigBee标准，采用直序扩频(DSSS)通信技术，O-QPSK调试方式，MC13192具有一个优化的数字核心，有助于降低MCU处理功率，缩短执行周期。为了适应低功耗的要求，芯片除了接收、发送和空闲3种工作状态外，还有3种低功耗运行模式：①掉电模式，这种模式下芯片电流小于1μA；②睡眠模式，这种模式下电流在3μA左右；③休眠模式，这种模式下下电流约为35μA。MC1319提供可编程输出时钟供MCU使用，进一步减少了外围器件和简化了系统的结构。

表2对三种微处理器芯片进行比较，从工作电压和工作电流参数上，ATmega128最明显的缺点就是功耗太大，这对于需要节省能量的无线传感器系统来说是致命的缺陷。Freescale公司的MC9S08GT60芯片功耗虽略低于SP430F1611，但是MC9S08GT60片内具有多电源管理模式，在超低功率的STOP1模式下，内部电流为20uA；在局部低功率的STOP2模式下，内部电流为400uA；在正常功率的STOP3模式下，内部电路为500uA，这样就可以进一步减小能量的损耗。MC9S08GT60的CPU采用HCS08核，它的时钟频率可以通过一个可编程锁相环进行动态范围的调节，带60kb容量的FLASH存储器还可以方便高效地进行在线仿真和编程，它可以工作在-40～+85℃下，适合在无人职守的恶劣环境中工作。另外它还具有背景调试模块，能利用单线对HCS08核的系列MCU进行方便地写入和调试，可加快开发的速度且大大降低了调试的难度。

下面阐述系统的整体结构、系统硬件节点的结构、工作原理和工作过程：

参见图1，煤矿井下无线传感器网络监控系统总体设计方案概述

煤矿井下监控系统总体设计方案是基于ZigBee的无线传感器网络系统，如图1构建无线传感器网络的节点通常包括三种节点：

●无线传感器(Sensor node)：指部署在井下巷道内的大量普通的由无线传感器构成的节点。

●汇聚节点(Sink node)：负责定时收集Sensor节点的数据信息，定时将网络报警等级的信息广播给网络中的所有节点。

●监控中心：负责整个无线传感器数据采集网络的维护建立。

为了避免井下环境对无线信号的干扰，所有节点使用的都是抗干扰的直序扩频通信方式，而且，每个节点都有接收信号强弱指示功能(RSSI)；放置在井下巷道内的节点将自动组成一个ZigBee通信网络，为了节省节点能量，整个网络的工作模式采用定时唤醒机制，节点大部分时间处于睡眠状态。对照图1说明整个系统无线网络建立的工作过程：系统首先由网络协调器建立ZigBee无线网络，系统的一次查询过程由监控中心向网络协调器发起数据查询命令，网络协调器首先将自己设为簇头，形成网络中的第一个簇，接着它开始广播信标帧，并将自己的网络地址发送到各个Sensor节点，邻近Sensor节点收到信标帧后可以作为簇的子设备申请加入网络协调器的邻居列表，新加入的节点会将簇头作为它的父设备加入到自己的邻居列表中，网络建立成功后，每个簇成员(指Sensor节点)通过Zigbee中继器把当前数据传给簇头节点(指Sink节点)，Sink节点负责收集数据并通过网关将数据传输至监控中心PC机的串口，监控中心从计算机RS232串口读取数据，实现对整个网络系统的可视化显示操作。监控中心主要对采集的数据完成数据显示、数据存储、数据统计与查询等功能，并根据协作信息的处理结果进行综合评估，从而确定是否进行故障提示或告警，并通过Sink节点及时以广播预警等级的方式将报警信息广播给网络中的所有Sensor节点。当然信息处理后的结果也可通过行业专用数据通信网上传至地市/省级安全监管系统。

针对井下作业人员的位置是在不断移动变化的特点，获得这些“移动”节点的位置信息可以在人员救援工作中发挥重要作用，因此在系统方案中利用ZigBee节点特性设计了移动节点定位装置。每个矿工矿帽上携带一个移动节点装置，采用电池供电，每个移动节点分配唯一的64bitIP地址以及16位的短地址，即为井下工作人员的身份标识，这种移动节点既有采集环境数据的能力又可以对井下人员进行大致定位。移动节点发出定位请求后会把自己节点位置身份标识以及信号强度传输到监控中心，通过一定的定位算法，就可以对井下人员移动目标的位置进行大致定位。这样，一旦发生矿难时很容易根据网关最后记录位置数据找到具体矿工的位置，便于对井下人员的搜救工作。

无线传感器网络系统硬件节点设计方案

无线传感器网络节点作为无线监控系统组成的基本单元，可以看作一种微型化的嵌入式系统。通常由数据采集模块(传感器、A/D转换器)、数据处理模块(微处理器、存储器)、数据传输模块(无线收发器)和电源模块(电池、DC/DC能量转换器)四部分组成，如图2所示。

本实用新型主要针对煤矿井下的环境监测，设计了一种便携式、适合在地下巷道进行数据采集、传输的基于ZigBee标准的无线网络节点装置。节点在环境监控系统中主要负责矿井下对周围数据的采集、自动中转别的网络节点传过来的数据信息并且加以上传。该节点在本系统中既能够完成对瓦斯浓度监测及超标报警、而且可以对井下移动人员的实时信息进行采集和定位等功能。综合考虑能耗、传输距离、数据速率、安全性和通用性等因素，无线传感器网络节点硬件总体设计方案如图3所示。

图3中主体是射频收发器MC13192和微控制器MC9S08GT60单元，微控制器单元采用4线SPI(Serial Peripheral Interface)同步串行设备总线与射频收发器单元连接，电池对传感器、RS232电平转换器、微控制器中的AD转换模块等提供稳定的电压，节点能量状态如果低于33％则会向上层告警低电压。在天线射频前端，节点用两幅天线各自负责收发工作。在末端，通过DB9接头与PC机通信，获取命令或上传数据。系统启动过程遵照下面顺序：

1)系统上电

2)收发器MC13192启动，提供默认输出的时钟32.5KHz

3)微控制器MC9S08GT60启动应用外部时钟(MC13192提供)

4)MC9S08GT60通过SPI总线控制MC13192将输出时钟提高到64KHz

5)MC9S08GT60应用内部时钟产生电路将时钟提高到16MHz

6)进入正常程序

下面分别描述硬件节点设计中的微处理器模块、无线通信模块、传感器模块、电源模块。

微处理器模块MC9S08GT6

微处理器模块是无线传感器节点的控制和计算核心，它和其它模块一起完成数据的采集、处理。选用Freescale公司的MC9S08GT60微控制器，它是一款低功耗高性能的HCS08族8位微控制器，有多种电源模式，其片上资源与特点如下：

●60K在线可编程程序存储器；

●4K RAM；

●8通道10位AD转换器；

●2个异步串行接口(SCI)；1个同步串行设备总线(SPI)；1个100kbps I² C接口；

●无须外围器件的内部时钟发生器

a)可编程锁相环产生32KHz到20MHz的时钟频率

b)可应用外部晶体，电阻或者时钟输入产生系统时钟；

●系统保护；

a)低电压检测，在供电电压低于1.8V时复位；

b)2.1V或者2.4V时低电压预警。

MC9S08GT60 44引脚QFP封装如图4所示，各引脚功能如下：

■V_DD和V_SS：电源供给端，采用单一电源供电。一般在V_DD和V_SS间连入旁路电容。

■EXTAL和XTAL：振动器引脚。

■RESET：外部低有效复位输入端，有内部上拉电阻。

■IRQ：外部中断输入端，有内部上拉电阻。

■V_DDAD和V_SSAD：A/D转换器电源供给端，两引脚间也连接低容值的去耦电容。

■V_REEH和V_REFL：A/D转换器的参考电压输入端，可以接至V_DDAD和V_SSAD之间的电压。

■PTA7/KBL1P7～PTA0/KBL1P0：8位通用双向I/O口。作输入时，可以选择是否通过内部电阻上拉。

■PTB7/AD1P7～PTB0/AD1P0：8位通用双向I/O口，也可用作A/D输入。

■PTC6～PTC0：7位通用双向I/O口，作输入时，可以选择是否通过内部电阻上拉。

■PTD4/TPM2CH1~PTD0/TPM1CH0：5位特殊功能、双向I/O口。PTD4~PTD0分别用于定时模块(TPM1和TPM2)，也可用作普通I/O口使用。作输入时可选择是否通过内部电阻上拉。

无线通信模块MC13912

MC13192是Freescale公司推出的符合ZigBee标准的射频芯片。支持ZigBee星型网和网状网络；其工作频率是2.405～2.480GHz，MC13192具有一个优化的数字核心，有助于降低MCU处理功率，缩短执行周期。为了适应低功耗的要求，芯片除了接收、发送和空闲3种工作状态外，还有3种低功耗运行模式。MC13192和微控制器单独组成ZigBee无线节点，它与微控制器采用SPI总线通信，根据软件的不同，可以完全适应从低级别的点对点通信到高级别的ZigBee复杂网络。无线收发器MCP13912主要性能：

■供电范围为2.0～3.4V。

■使用2.4GHz频段中的16个信道，信道间隔5MHz，可编程选择信道。

■标准射频输出功率为0dBm，可以通过编程调整，最高为4dBm输出。

■支持250kb/s的数据传输速率，采用O-QPSK(与IEEE 802.15.4标准兼容)扩频调制。

■3种低功耗模式：OFF模式电流＜1μA，睡眠模式电流3μA，休眠模式电流35μA。

■在包误码率为1.0％时，接收灵敏度为-92dBm。

■可为MCU提供频率可编程的时钟信号。

■为16MHz晶体振荡器提供片内微调能力，以省掉片外微调电容，同时可实现频率自动调整。

■7根通用输入/输出信号线。

■工作温度为-40~85℃，QFN-32小型封装。

■传输距离30～100m。

MC13192采用QFN-32封装，引脚排列如图5所示

(1)高频信号引脚

■RFIN-、RFIN+ 射频信号差分输入的负端和正端。

■PAO+、PAO- 射频输出功率放大器输出的正端和负端，应连接到VDDA。

■NC、GPIO4 GPIO4为实验模式控制，正常工作时应接地。

(2)MCU接口引脚

■SPICLK SPI接口时钟输入端，一般应连接到MCU的SPI接口时钟信号。

■MOSI SPI数据输入端，连接到MCU的SPI接口数据输出端。

■MISO SPI数据输出端，连接到MCU的SPI接口数据输入端。

■CE SPI使能端。

■IRQ 中断申请信号，开路输出，用来向MCU提出中断申请。

■RXTXEN 数字量的输入，高到低的跳变启动RX或TX开始工作，正常情况下应为高，低时芯片进入Idle模式。该引脚由MCU的一个输出引脚控制。

■ATTN 唤醒信号，低电平有效，用来将芯片从低功耗模式转换为Idle模式。该引脚由MCU的一个输出引脚控制。

(3)电源引脚

■VDD 内部稳压输出，应接有对地去耦电容。

■VDDINT 电源输入。

■VDDLO1 LO1电源，应在外部连接到VDDA。

■VDDLO2 LO2电源，应在外部连接到VDDA。

■VDDVCO 电源输出，应接有对地去耦电容。

■VBATT 电源端，可以与VDDINT连接在一起，应接有对地去耦电容。

■BDDA 模拟部分电源输出，应接有对地去耦电容。

■EP 地扩展端，位于芯片底部，应连接到GND。

(4)其他引脚

■GPIO1～GPIO7可编程的通用输入输出口，其中GPIO2还可用作CRC有效指示，GPIO1还可用作退出Idle模式指示。

■RST 复位信号。当其为低电平时，MC13192处于OFF模式，片内所有信息全部丢失；当其为高电平时，芯片进入Idle模式。

■CLKO 时钟输出，可供系统中其他芯片使用，如MCU的时钟。输出时钟的频率可编程设定为16MHz、8MHz等。

■XTAL1/XTAL2连接到外部石英晶体。

微处理器模块与无线通信模块的通信工作过程如下：

微控制器MC9S08GT60采用4线SPI同步串行设备总线与射频收发器MC13192连接，完成读写数据、检查收发器状态等工作。MC1319由片内的48个16位的专用寄存器进行控制和操作，包括数据寄存器、工作状态寄存器，中断控制寄存器等。MC9S08GT60提供可编程输出时钟供MCU使用，这进一步减少了外围器件和简化了系统的结构。我们设定MC9S08GT60微控制器为主机，MC13192射频收发器为从机，它们之间的连接如图6所示。

SPI总线包括四个信号：

1.片选信号CE，控制器与收发器通信时，必须将CE信号拉低。

2.SPI时钟SPICLK，主设备产生的SPI时钟信号，上升沿数据有效，下降沿输出数据更改状态。

3.主设备输出从设备输入线MOSI

4.从设备输出主设备输入线MISO

无线传感器网络节点工作过程

在节点启动后，会进行正常的工作，而Sink节点和sensor节点担任的角色不太一样，区别主要是在下载程序时目标选择的不同。Sink节点也相当于协调器，而sensor节点就是普通的传感器节点。对于Sink节点，它是数据集中器，需要先开始工作。上电后，它首先初始化协议栈，然后进行能量检测，选择合适的信道，启动协调器，构建网络。此后即允许Zigbee设备与其连接，接收它们传输的各节点温度、瓦斯传感器值等，并将其传输给PC机。图7描述了其工作流程。

在应用中，为了能够由Sink节点接收网络数据，必须让网络中的所有节点都获得Sink的特征信息，即IEEE 64位长地址或者16位网络短地址。应用中，并不专门发送Sink的地址信息给网络中的所有节点。Sink节点定时广播发送网络预警等级，其他节点接收到这个消息以后，从网络层数据包中可以直接得到发送方的16位短地址，这便是Sink节点的网络地址。

(2)对于sensor节点，在其上电初始化后，首先进行信道扫描，寻找网络协调器或路由器，然后与其连接。连接成功后，通过协调器发送的信标实现同步，然后将采集的数值向上传输。流程框图如图8。

无线传感器网络监控系统中节点装置采用的技术方案所达到的效果如下：

(1)节点采用节能策略设计建立的无线传感器网络，保证了系统的稳定性和可靠性，使节点能以极低的电能消耗工作。为了适应低功耗的要求，选用的射频收发器MC13192除了接收、发送和空闲3种工作状态外，还有3种低功耗运行模式。选用的MC9S08GT60微控制器中有五种低功耗模式，可以通过指令控制处理器时钟采用不同的工作模式达到实现对总体功耗的控制的节能目的。

采用多种节能策略方式，使得我们构建的无线传感器网络具有稳定可靠的性能，具有及低的电能消耗。

(2)节点设计中选用射频收发器MC13192，它采用的是高抗干扰性能直序展频DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)通信，这保证了节点之间的抗干扰性和保密性。

(3)在系统方案中利用ZigBee节点特性实现了移动节点定位装置，一旦有事故发生，我们可以根据网关记录的最后位置数据就可以找到矿工的大概位置，这给搜救工作带来很大帮助。

(4)基于ZigBee协议构建了无线传感器网络系统，实现了节点的硬件设计。我们在实验室进行了小范围网络组建，网络是由1个Sink节点和10个Sensor节点组成，Sink节点与PC机RS232串口相连接，测试内容①通过PC机RS232串口读取sink节点数据。②测试节点和节点之间点对点的通信，一点对多点的的通信。 ③确定节点间的通信距离视环境不同能达到20～100米。网络节点的稳定运行是整个网络可靠性的重要保障，通过对网络进行内测，证明了所设计的无线传感器网络系统硬件节点在一定传输距离、传输速率，时延要求下可以稳定工作。

表1

型号/参数

厂商

工作频率/MHz

传输速率 /kbps

工作电压 /v

调制方式

通信距离 /m

接收灵敏度 /dbm

最大输出功率 /dbm

TR3000

RFM

433.92

115.2

2.2~3.7

ASK

100

-98

-3

CC1110

TI

1000

500

2.0~3.6

2-FSK/GSK /MSK

30~100

-110

10

CC2420

Chipcon

2400

250

2.1~3.6

O-QPSK

20~30

-94

0

MC13192

Freescale

2400

250

2.0~3.4

O-QPSKI

30~100

-92

3.6

表2

型号/参数	厂商	总线带宽/ 位	时钟频率/Hz	RAM 容量 /kb	Flash 容量 /kb	工作电压/v	工作电流 /mA	休眠电流 /uA
									ATmega128	Atmel	8	7.3728M	4	128	2.7~5.5	20	25
MSP430F1611	TI	16	4M	10	48	1.8~3.6	0.6	4.3
									MC9S08GT60	Freescale	8	32K~20M	4	60	1.8~3.6	0.5	2.3

Claims

1.一种矿井无线监控系统，其特征在于：包括部署在井下巷道内的若干个无线传感器构成的无线传感器网络，所述的无线传感器包括数据采集模块、数据处理模块、无线通信模块和电源模块，数据采集模块将采集到的信号输入给数据处理模块，数据处理模块将采集到的数据处理后输出给无线通信模块，无线通信模块完成数据的发送。

2.根据权利要求1所述的矿井无线监控系统，其特征在于：所说的数据处理模块为MC9S08GT60微控制器。

3.根据权利要求1所述的矿井无线监控系统，其特征在于：所说的无线通信模块采用工作频率是2.405～2.480GHz，符合ZigBee标准的MC13192射频芯片。