赵玉荣 方 策

基于ZigBee的井下机车监控系统设计

赵玉荣 方 策

针对井下的特殊环境，文章设计了一种基于ZigBee技术的井下机车监控系统，通过设计参考节点、移动节点和协调器节点来构建井下的无线传感网络。根据节点具体的实际需求和设计特点，对节点的功能进行软件设计。

井下机车监控系统的硬件设计

系统结构简介

整个机车运输监控系统分为井下和井上两部分，井下部分主要是放置在机车上或轨道上的各节点组成的无线传感网络，包括移动节点、参考节点和协调器节点。井下运行的机车上都安装有移动节点模块，可以实时跟踪显示机车的位置信息 ；参考节点和协调器节点都固定安装在巷道内，比如事故多发区，轨道的进出口、工作人员密集区和拐弯处。井上的监控机房装有界面化软件的主机，通过串口线将上位机和协调器连接起来，以此来接收井下的信息数据实现监控。

协调器节点的硬件结构

协调器节点主要负责整个无线网络的建立与维护，同时将收集到的数据信息反馈给上位机它是整个ZigBee网络的控制中心。

其中LPC2103是支持实时仿真的ARM7TDMI-S CPU，并自带16kB 和32kB嵌入的高速Flash存储器，LPC2103包含两个UART串行接口、2个I2C 总线和SPI到SSP总线，配合片内的存储器一起使用，实现通信网关和协议转换。协调器节点的结构如图1所示。

参考节点硬件设计

参考节点是由CC3430芯片和一些外围元器件组成，参考节点硬件结构如图2所示。

电路设计过程中为了方便用户携带安装，尽量减小节点体积，除了必要的时钟和程序烧写接口、调试接口，就没有设计其他的元器件。……