杨珅 马斌 范强 彭光宇

【摘要】    根据煤矿井下实际工况和复杂环境，本文提出利用ZigBee协议栈来搭建无线传感器网络。选择CC2530芯片和常用传感器，利用CC2530芯片的数据收发功能，来完成传感器数据的采集和节点之间的无线通信。

【关键词】    煤矿井下    Z-Stack    CC2530    无线传感器网络

引言：

中国是煤炭资源大国，煤炭也是保障我国工业生产和人民生活的重要资源，因此煤炭的产量将直接关系到我国社会经济的发展。然而煤矿井下特殊复杂的环境，也使得传感器数据的有线传输存在通信成本高、网络覆盖面小、移动不方便等缺点[1]。采用ZigBee协议搭建的无线传感器网络，能够实时采集煤矿井下的温湿度、瓦斯气体浓度和煤矿机械的运行状态等常规信息，然后进行节点之间的数据收发，可实现煤矿井下的远程数据监测系统，有利于提高煤矿生产的安全性和生产效率，对煤矿井下的智能化发展具有重要意义。

一、ZigBee概述

ZigBee是一种能够进行短距离无线通信的协议，具有低速率传输、组网容量大、通信稳定以及成本低等特点。ZigBee协议由ZigBee联盟主导开发，协议的相关标准由该联盟所定义。 据统计，基于ZigBee协议的无线通信技术能够广泛运用到多种类型的场景中，包括当前发展迅速的民用和工业市场[2]。由于ZigBee是一种标准化的无线通信协议，因此生产商能够利用ZigBee协议来开发通信可靠、组网稳定、价格便宜且能耗较低的产品。

如图1所示， 一个基于ZigBee协议的无线网络包含有四层结构，自下到上分别是物理层（PHY）、媒体访问控制层（MAC）、网络层（NWK）以及应用层（APL）。……