无线传感器网络节点包括ARM STM32F4处理器，MS5611大气压力温度传感器和有害气体检测传感器MQ？ 2旨在利用先进的传感器技术检测地下煤矿中的无线电传感器。气，气压温度信息和实时处理信息。ZigBee用于在无线传感器网络和外部网络之间传输信息，以确保在地下室中安全可靠地使用节点。果表明，设计的节点不仅低成本，低功耗，宽范围，而且符合IEEE 802.15.4协议。们还可以与其他符合标准的产品互连，具有出色的多功能性和可扩展性。线传感器节点;自组织网络; ZigBee的;煤矿井下无线监控系统中图分类号：TN915？ 34文件编号：A货号：1004？ 373X（2017）02？ 0122？ 03Résumé：对于多个传感器的分布节点的无线监视系统的高成本适用于煤矿井下，无线传感器网络节点化合物ARM处理器STM32F4，大气压力传感器和MS5611温度和有害气体检测传感器MQ？ 2是设计的。用ZigBee在Ad Hoc网络上以相互传输方式传输信息，以实现无线传感器网络与外部网络之间的通信，并确保安全性。
靠采用地下节点：结果表明，所设计的节点具有以下优点：成本和降低功耗，覆盖范围大，良好的通用性和可扩展性，符合IEEE802.15.4的协议和互连其他符合标准的产品。键词：无线传感器节点; Ad Hoc网络; ZigBee的;煤矿井下无线监控系统是煤矿安全生产过程中的主要问题。所周知，煤矿井下环境信息复杂，工作环境恶劣，需要监测各种环境参数，如气体，一氧化碳浓度，温度，恒温阀芯速度等。
等因此，有必要有效地监测底土的环境条件[1]。矿井下，断层面的大小不同，地下矿井不是确定的路径，有许多弯道和障碍物。
兴的无线传感器网络是分层多跳中继结构网络，由分布在指定监视区域内的大量低成本，低功率无线传感器节点组成。为一种新的信息采集和处理技术，无线传感器网络技术体现了高度集成的微型智能网络和极低功耗的先进传感器的通常定位，并且可以播放在矿山安全监测中发挥积极和重要作用。[2]本文探讨了低成本，低功耗便携式传感器节点的设计。统采用STM32F4单片机作为控制中心，M5612大气压传感器模块为集烟模块，信息传输到单片机进行处理。息汇总后，信息将被发送到地面和地面附近的无线模块。般设计和预期结构的设计在图1中示出本文的设计主要分为两个无线网络中，单个工作平面的传输和层的方法，包括上述垂直转移部也是一个独立的传感器，用于收集和处理特定点的信息。点的硬件设计传感器节点模块的设计框图如图2所示，硬件可分为三个部分：控制部分，环境采集部分和无线数据传输。
制部分使用STM32F103C8T6微控制器作为控制部分的核心，负责管理系统的不同任务。境采集部分采用可燃气体传感器MQ？ 2，高精度MS5611温度传感器，分别收集温度和有害气体，获取周围环境的数据信息。线数据部分采用ZigBee技术，主要负责将系统采集的环境数据传输到上层。制部分使用ST（意法半导体）推出基于ARM®，Cortex™M4的STM32F4高性能微控制器系列。STM32F4的ZigBee连接到USART串口1 ART技术把零程序等待执行，这提高了程序执行的效率并优化CorText™M4性能，允许STM32F4系列在168 MHz时达到210 DMIPS。适应实时加速器完全免费的性能的Cortex™M4心脏：当处理器在所有授权的频率运行（≤168 MHz）的方案，闪存运行可实现性能等同于零延迟[3] 。STM32F4微控制器系列采用单周期DSP指令和FPU，可提高计算能力，实现复杂的计算和控制。
处理器具有高性能接口，DMA传输数据传输控制系统，1 MB FLASH和192 KB SRAM，USB速度硬件支持，数据传输协议OTG接口，硬件以太网控制器和多达14个定时器。有15个高速串行接口。处理器所需的电源电压为3.3 V，电路选择ASM1117线性稳压器芯片为处理器提供工作电源。MS5611是新一代高分辨率大气压力温度传感器，SPI和I2C总线接口通过SPI接口连接到控制器。辨率高达10厘米。
感器模块包括高线性压力传感器和极低功率24位A / D转换器。MS5611提供精确的24位数字温度和压力值以及各种工作模式，以提高转换速度并优化功耗[4至5]。分辨率温度输出无需额外的气压计/温度计功能传感器，几乎可以连接任何微控制器。信协议简单，无需对设备进行内部编程。
MS5611压力传感器尺寸为5.0 mm×3.0 mm×1.0 mm，可以集成在MQ固态气体传感器中吗？ 2移动设备，对易燃气体如液化气体，丙烷和氢气敏感。导体气体传感器是使用含二氧化锡的材料作为气体检测材料的传感器：当二氧化锡处于纯净空气中时，其导电性相对较低，并且当二氧化锡是在污染空气，其导电率成比例的污染物如果电阻器串联连接在电路中的浓度，导电率的变化可以被转换成模拟电压的变化。电后，MQ？ 2发射基于环境信息force.The STM32必须采样CAN通道上的电压的模拟电压，然后浓度与单片微型计算机的ADC转换器可以计算出大气污染物的气体浓度。
外，通过掺杂二氧化锡，还可以对特定气体具有灵敏度，从而产生用于气体的气体传感器。定的半导体气体传感器可以在宽的浓度范围内对特定的气体具有良好的灵敏度，并且具有控制电路简单，使用寿命长和成本低的特点。线数据传输部分采用ZigBee，这是一种新的无线传感器网络技术。是一种短距离无线网络通信技术，功耗低，成本低，复杂度低，吞吐量低。ZigBee RF模块在2.4 GHz ISM频段内传输和工作，提供250 Kb / s的比特率，具有正交QPSK调制和直接序列扩频编码。
RF模块主要执行节点之间数据的传输和接收[6]。里，由于发送的数据量不大而且不经常发送数据，选择使用9600bps的波特率进行数据发送和接收，使用TTL转USB在主机上设置ZigBee初始化设置，设置为9600 bps的波特率。STM32F4XX M4微处理器的DMA功能可以自行发送和接收数据。于软件的传感器节点是监控系统的重要组成部分，是各种环境参数的来源（参见图3中的程序流程图）。图3所示，第一个是初始化：初始化ARM处理器，RF模块的初始化，加入ZigBee网络中，传感器电路初始化并开始收集各种环境参数，配置处理，以使数据它们通过ZigBee网络无线发送到路由器。节点之间使用传输分组的协议识别它们各自的标识符以避免信号复制或冲突。满足低功耗设计要求，该软件使用睡眠定时器唤醒方法返回数据。感器节点测试使用STM32F103C8T6作为系统的核心，每个传感器节点有3个模块。时监测有害气体，温度和风速，并在环境监测传感器附近放置甲烷，液化石油气和烟雾等污染源，然后连接。过单片机模拟器J？到单片机？在STM32系列的链接，这取决于测试情况模型，该系统还反应不同：监控传感器可快速检测污染物，同时节省软件界面上的污染物的含量，并且警告人们，检测效果很好。
量信息可以无线传输以完成与另一模块的相互数据传输，并且信息传输方法可以以预定顺序执行，并且传感器检测节点将数据传输到节点。合，从而实现无线传感器网络和外部网络之间的通信，恒温阀芯从而实现远程监控。保传感器检测节点在孔中安全可靠地使用。低功耗和实时性能获得可靠的数据传输。论基于煤矿无线传感器网络节点的低功耗和低成本，设计了无线传感器网络的通用节点，以补充硬件平台设计。通用节点的软件。
节点采用ZigBee短程无线技术，可在地下煤矿传感器网络节点之间建立无线通信，适应煤矿井下安全系统等领域，并有一定的发展空间。计的节点不仅成本低，功耗低，而且范围大，它们还符合IEEE 802.15.4协议，并且可以与其他符合标准的产品互连，具有良好的通用性和可扩展性。文档对低能量，低成本和有限的多传感器节点的设计进行了有益的探索。
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