Zigbee技术在矿井安全监控系统中的应用_李慧宗
无线网络化ZigBee技术在矿井监控中的应用
３ Ｚ ｇ ｅ 设备 及 网络拓 扑结构 ｉＢ ｅ
每 个 Ｚ ｇ ｅ 设 备 都 有 唯 一 的６ 位 地 址 ，用 以 ｉＢ ｅ ４
与 其它 设 备 区别 。Ｉ Ｅ ８ ２ １ ． 定义 了两 种物 理 ＥＥ ０ ．５４
失效 ，网络 中 的设 备会重 新计 算路 由的新 路径 ，不 影响 网络其他 设备 正常通 讯 ，即具有 所谓 的 “自修
位 系统 ，０５ （ ） ２ ０ ， １．
（ 责任 编辑 ： 秀娟） 赵
６ ｏ 中闯高新技 企 ２ ２０ ８ 术 ０１ ６
接技 术 ，２ ０ 年 １ 月 Ｉ Ｅ 成立 了Ｉ Ｅ ８ ２ １ ． 工 ００ ２ ＥＥ ＥＥ ０．５４ 作组 ，于 ２ ０ 年 ５ ０ ３ 月通过 Ｉ Ｅ ８ ２ １ ． 标 准 ，定 ＥＥ ０．５４ 义 了媒 介接入 控制层 和物 理层上 的规范 。２ ０ 年 下 ０２
支路上 ，如 果 中间节点 失效 ，则部分 节点将 失去连 接 ， 以至于 网络断裂 。
２ ＺｉＢ ｅ ｇ ｅ 协议 结构
Ｚ ｇ ｅ 协 议结 构包 括物 理 层 （ Ｈ ），媒介 访 ｉＢ ｅ ｐＹ 问控 制层 （ Ａ ），网络层 （Ｗ ）和应 用层 。其 中 ＭＣ ＮＫ 应用 层 由用 户定义 应用对 象 ，Ｚ ｇ ｅ 设备对象 ，应 ｉＢ ｅ
【 张丽伟．基 于 ３ ９ 】 Ｇ通信技 术的消防应急指挥 系统 Ⅱ．科 ］
技 资讯 ，００ （ ０． ２ １，２ ）
［ 崔铁军．数字地 图制图中的地图数据处理方法 Ⅱ．解放 ３ ］ ］ 军测绘 学院学报 ， ９ ，１ ． １ ９（ ） ９
【 郭庆胜 ， ４ 】 任晓艳．智能化地理信息处理 ［ Ｉ ．武汉： 武汉 大学出版社 ，０３ ２０ ．
基于ZigBee无线传感器网络的煤矿安全监测系统
摘 要 ： 针 对 目前煤 矿安全 监 测不足 的现状 和传 统有 线 监测 的弊端 ， 结合 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ技 术 ， 提 出 了一 种 基于 无线传 感器 网络 的煤 矿 安全 监 测 系 统。 介 绍 了系统 总体 设 计 ， 重 点 讨 论 了基 于 Ｃ Ｃ ２ ５ ３ ０的 系统各 节点 的硬件 设 计 ， 给 出 了各 节点 的程序 流 程及 监 测 主机 软 件设 计 。该 系统 能 有 效解 决 我 国 现 阶段煤 矿 安全检 测 中存在 监 测盲 区、 实 时性差 、 成本 高 等 问题 ， 对 事 故 的预 防和 提 高 煤矿 井下 安
ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ｍｏ ｎｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｗｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｒ ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ． Ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｏ ｖ ｅ ｒ ａ ｌ ｌ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ，ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｓ ｔ ｈｅ ｈ ａ ｒ ｄ ｗａ ｒ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｅ ａ ｃ ｈ ｎ ｏ ｄ ｅ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＣＣ２ ５ ３ ０． Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｓ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ ｌｏ ｆ ｗ ｏ ｆ ｅ ａ ｃ ｈ ｎ ｏ ｄ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ
基于CAN总线和ZigBee的矿井瓦斯监测系统设计
从而提高煤炭生产的安全性。 1 ZigBee 和 CAN 的组合网络系统设计 ZigBee 技术作为一种无线通信技术， 具有协 议简单、 功耗低及组网容易等特点， 在家用控制系 统和工业监控领域具有广阔的应用前景， 尤其是 ZigBee 技术的自组织网络的特点非常适合煤矿开
［2 ］ 使用十分方便， 只需要极少的外围电路支持 。 2 作为瓦斯 瓦斯报警电路 （ 图 3 ） 中采用 MQ-
2 传感器是采用对不同种类和浓度 感应器。MQ的气体有不同的电阻值， 导致电压发生变化， 根据 不同的电压值判断是否报警。便携式终端显示采 用 ILI9320 触摸显示屏， 使得系统具有操作灵活 图2 CAN 和 ZigBee 系统组网架构 的特点。
［5 ］
5
实验结果
3 在矿井采掘工作面内， 体积大于 0． 5m 的空间、 局部积聚瓦斯浓度达到 2% 时， 必须停止工作。MQ-
2 传感器对甲烷灵敏度的特性范围是0． 005 ～ 0． 020 （ 表 1） ， 完全达到矿井瓦斯报警要求。
第6 期
于泓博等． 基于 CAN 总线和 ZigBee 的矿井瓦斯监测系统设计
CAN 通信电路 所示。
IER = 0x01 ； / / ． 0 = 1 － － 接收中断使能； ． 1 = 0 － － 关闭发送中断使能
系统中 CAN 通信流程如图 5 所示。
图5 4． 2
CAN 通信程序流程
ZigBee 程序设计
通过传感器采集的数据经单片机处理后， 存 储于 Flash 中等待发送， 同时把每一秒采集到的 数据实时显示在 LCD 上。 如果收到数据请求信 号， 则读取 Flash， 把数据通过 CC2430 发送出去。 数据发送完毕后， 发出数据发送完成信号， 清空 Flash。在数据采集过程中， 如果 Flash 存储饱和， 则系统终止数据采集 ， 同时发出警告， 采集端 的软件流程如图 6 所示。 相比于瓦斯气体采集 端， 接收端要实现的功能也比较少， 它只需完成对 。 存储的数据进行收集 接收端的软件流程如图 7
基于ZIGBEE技术的无线传感器网络在煤矿人员安全管理系统中的应用
基于ZIGBEE技术的无线传感器网络在煤矿人员安全管理系统中的应用【摘要】本文提出一种以无线传感器网络为基础的煤矿人员安全管理系统，详细介绍系统结构组成，无线传感器节点硬件构成，软件通信协议等设计。
ZIGBEE技术在该方案中的应用实现了煤矿安全管理系统的低功耗、低成本，并具有高度的灵活性和可扩展性。
【关键词】Zigbee技术；安全管理；无线传感器引言煤矿的自然环境非常复杂多变，我国目前已有的煤矿安全生产形势非常严峻，矿难时常发生，造成“以人为本”的生产方式遭受挑战。
现有的煤矿人员安全管理系统因为存在效率低、无法有效监测人员状态、矿难发生后无法及时搜救等缺点，已经无法满足日益严格的安全需求，迫切需要对其进行改善。
一、系统组成根据煤矿具体生产环境和要求，本文提出一种传感器节点识别速度快，能够随时检测环境温度和有毒气体浓度，出现意外时立刻报警的并振动通知井下工作人员的基于zigbee无线传感器网络的煤矿人员安全报警管理系统。
一种基于zigbee无线传感器网络的煤矿人员安全报警管理系统，包括监控中心、矿井口终端设备、至少1个zigbee基站、至少2个传感器节点和至少一个人员节点；其结构图如下图1所示。
图1 基于ZIGBEE技术的煤矿人员安全管理系统结构构成二、ZIGBEE传感器节点的硬件设计无线传感器网络是由多传感器节点以Ad-hoc（移动自组网、多跳网络）方式构成的无线网络。
其目的是感知、采集和转发网络覆盖的地理区域中的感知对象的各种信息，并发送给上级监控中心。
传感器节点、感知对象（有毒气体、环境温度）、上级监控中心是构成整个系统的最主要部分。
传感器节点由电源、传感器元器件、微处理器、存储器、通信部件和软件等几部分组成，其组成结构如下图2所示。
图2 ZIGBEE传感器节点的硬件结构构成三、ZIGBEE模块间的通信在软件设计方面，根据网络各层的通信协议都要注意节能。
ZIGBEE模块在进行通信前，都要进行有效的初始化。
ZigBee无线定位系统在矿井安全定位中的应用
基于Zigbee技术的矿井人员无线定位系统[导读] 煤矿生产中最危险的就是瓦斯爆炸了，这是现在煤炭企业最担心的一个问题了，随着ZigBee无线定位系统在矿井安全定位中的应用，这种安全隐患已经得到了很好的解决，发生瓦斯爆炸的几率也会随之降低，也做了很好的预防工作。
煤矿生产中最危险的就是瓦斯爆炸了，这是现在煤炭企业最担心的一个问题了，随着ZigBee无线定位系统在矿井安全定位中的应用，这种安全隐患已经得到了很好的解决，发生瓦斯爆炸的几率也会随之降低，也做了很好的预防工作。
国内煤矿行业中，多数企业都已经或正在进行生产调度、监测监控等系统的建设，这些系统的建立在实现安全生产的过程中起到了重要的作用。
井下矿工定位是这些安全生产调度和救援中不可或缺环节，ZigBee RF设备中内嵌的定位引擎与GPS相比，有更多的优越性，定位引擎在单芯片RF收发器中与 MCU集成在一起，成本不及GPS 硬件的1/10，功耗也只是GPS硬件的一小部分。
该种内嵌的定位引擎使用 ZigBee网络的 RF 基础设施来计算设备或人所处的位置，只要有现成的 ZigBee网络，就无需安装移动的接收天线。
非常适合条件恶劣在矿井下。
1.Zigbee技术概述1.1 ZigBee简介ZigBee是一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度的无线网络技术;ZigBee 采取了 IEEE 802.15.4强有力的无线物理层所规定的全部优点：省电、简单、成本又低的规格;ZigBee增加了逻辑网络、网络安全和应用层;ZigBee无线可使用的频段有3个，分别是2.4GHz 的ISM频段、欧洲的868MHz频段、以及美国的915MHz频段，而不同频段可使用的信道分别是 16、1、10个，在中国采用2.4G频段，是免申请和免使用费的频率。
1.2 定位引擎技术定位引擎根据无线网络中临近射频的接收信号强度指示(RSSI)，计算所需定位的位置。
其依据的理论是：当采用大量的节点后，RSSI的变化最终将达到平均值。
ZigBee技术在煤矿井下救援系统中的应用
ZigBee技术在煤矿井下救援系统中的应用简介ZigBee是一种低功耗、短距离、低速率无线通信技术，它主要应用于物联网领域，其自组网和自修复的特性使得其在应急救援场景中有着广泛的应用前景。
在煤矿井下救援系统中，ZigBee技术可以用于传感器节点之间的通信，通过数据采集和信息交互来实现对井下环境的监测和救援指挥。
该文将介绍ZigBee技术在煤矿井下救援系统中的应用。
ZigBee技术的特点和优势ZigBee技术是一种基于IEEE 802.15.4标准的低速率、低功耗、短距离无线通信技术。
它的特点和优势如下：1.低功耗：ZigBee技术采用了时间分割多址技术，而且采用了星形网络结构，所以能够实现无线节点的休眠与唤醒，从而延长节点的电池寿命。
2.短距离：ZigBee技术主要应用于短距离通信，通常在10m-100m范围内。
3.高稳定性：ZigBee技术采用了冗余校验和自适应频率跳跃等机制来保障通信稳定性和可靠性。
4.自组网和自修复：ZigBee技术具有自组网和自修复的特性，无需人工干预，无论节点增减或网络拓扑结构的变化，都可以自动适应和调整。
5.易于实现：ZigBee技术是一种开放标准，各个厂商都可以基于该标准进行开发，因此，具有广泛的适用性和易于实现的特点。
ZigBee技术在煤矿井下救援系统中的应用煤矿是一种复杂的工业环境，其井下环境恶劣、通讯信号不稳定，成为了井下救援行动的一大难点。
而ZigBee技术正是一种优秀的通信解决方案，其已经在煤矿井下救援系统中得到了广泛的应用。
ZigBee技术在信号传输中的应用井下救援行动需要实时监测井下环境的情况，如氧气浓度、瓦斯浓度、温度、湿度等数据，在现场将这些重要的数据反馈给指挥中心并及时响应，可以有效地缩短救援时间并增加救援难度系数。
ZigBee技术可以通过节点之间的通信来实现传输这些数据的功能，采集传感器数据并发送给指挥中心，保证救援行动的顺利进行。
ZigBee技术在网络组建中的应用在井下救援中，由于信号受限和通讯设备的局限性，网络组建成为了一项非常重要的任务。
基于ZigBee技术的煤矿井下安全监控系统设计
２术 的煤矿 井下安全监控 系统设 计
王 彬
（ 淮南矿业集 团顾桥矿综采二 队 ，安徽 淮南 ２ ３ ２ ０ ０ １）
摘 要 ：提 出了一种基 于 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 无线 网络应 用在煤矿 井下安全的 系统 的设 计，与现有 的有 线设备 相结合 ，实现 了井下动态 的实时监 测。终端 节点采集到的有关井下的温度、湿度 、气体 的浓度等数据信 息通 过 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 无 线网络 送达到 主控 芯片，经处理后 ，数据信 息被送达到监控 中心 ， 实现安 全监控 。无线传感 系统的使用，使得 系统的维护简单化、方便化 ，同时成本降低 。 关键词 ：煤矿 ；ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ无线技 术；井下监控 系统；动态监 测
０ 。 前言
它能够创建 一个强 大的 网络节点 ，来满足 ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 无线技术 的需 求 ， 井下 安全监控系统指 的是 实时监 控煤矿井下的环境参 数 ，为地上 且较 之于其他 方案所花 费 的成 本低了许 多。此外 ，Ｃ Ｃ ２ ５ ３ ０ 转换运 行 和地 下监控者提供数据参 数。及时分析采集到 的环 境参数 ，预防灾难 模 式能 够使系统 的 功耗降低 ，使之 适合在 条件 等复杂 的井 下环境 工 的发生 ；如若灾难 已经发生 ，及时采取相应的措施进行救 灾工作 ，防 止灾难 继续 扩大 ，同时为井下 工作人员提供指示 ，将 损失 降到最低。 不 同功能 的传感器 分别 采集 数据后 ，通过 ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 无 线 网络不 断 近年来 ，随着 技术的进步 ，国家对煤矿 安全 预防工作 的要 求也越 来越 传送至 ￥ ３ Ｃ ２ ４ １ ０ ，检 测参数是否在 安全 范围 内，如有 异常 ，主控芯 片 高 。就 目前而 言 ，井下安全系统 多采 用有线信号传输 ，使得 整个 系统 发 出报警信 息并 发送至 地上 工作人 员做进 一步 的处理 。整个 网络 由 较为固定 ，移动性不好 ，且存在较大局 限性 。 总舵 ｚ ｉ ｅ ｅ 节点组 成 ， 各种 功能的传感器 即终 端节点采 集数据信息 ， 煤炭在 世界能源中有着举足轻 重的地位 ，矿井环境极其 复杂 ，如 传送 到协调器节点 ，最后数据交 由 ￥ ３ Ｃ ２ ４ １ ０ 进行分 析处理 。 若出现事故 ，将直接对生命造成 威胁 。因此 ，煤矿井下安全 系统的设 计有着重大 的意义 。实际上 ，由于井 下环境复杂 ，并且工作 量较 大 ， ４ 软件设计 给安全 监控 带来 一定程 度上 的困难 。本 文使 用 ｚ ｉ ｅ ｅ 无线 网络 ，将 系统的软件设计 大致分为两大部分 ：一部分 是无线网络传感 的设 传感器采集 到的数 据以无线传输 的形式传送 到安全监控系统 的主控 芯 计 ，主要包括数据 的采集 、传输、 自动将节点加入 网络、定位 以及指 片 ，工作人员及 时查看处理过的数据 ，采取 相应的方法最大肯能避 免 令的接收等 ；另一部分是主控芯片的设计 ，主功能是根据 ｚ ｉ 邸ｅ ｅ 无线 事故 的发生 ，有效的解决了布线 困难的 问题 。 网络传输过来 的数 据来监测它们是否在安全 指标以内 ，若有异常 ，立 即报警 ，并将数据传至地上的安全监控中心。 ｚ ｉ ｅ ｅ 无线传感模块 工作的大致流程是首先对程 序进行初始化 ， Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 技术是一 种以短距离传输 、低传输 速率、低功耗等为特 点 启动定时器 中断；若触发 中断 ，那么分布在井下 的各类 功能的传感器 的无 线通讯技术 ，一 般被 广泛应用在在工业控 制中 ，在许多传感器之 开始采 集数据 、转换 后经 由 ｚ ｉ 邸ｅ ｅ 无线 网络送达主控芯片 ，此时查看 间相互 协调实现通信 。 在网络层方面 ， 可 以采用星形 网络和 网状拓扑 ， 主 控芯片有无发布指令 ，如 有命 令则立即执行 ，反之则 重复查看定时 根 据节 点功能的不 同 ，将节点 分为中央协调 器 （ Ｃ ｏ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ａ ｔ ｏ ｒ ）、路 由 器是否被触发 ，若被 触发 ，再进行数据采集 ，以此循 环下去 ，确保井 节点 （ Ｒ ｏ ｕ ｔ ｅ ｒ ）和终 端节 点 （ Ｆ Ｆ Ｄ）。Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 除以上提 到 的优点 外， 下工作 安全。 还具 有可靠性高、网络容量大等特点 。 主控芯片部分 的工作流 程大致如下所述 ：程序初始 化后 ，主控芯 片接收经无线 网络传输 的通 过传 感器采集 的数据 ，并对 这些数据进行 ２ 煤矿安全监控 系统 的简述 分 析 ，判断它们是否在安全 范围以 内，如有数据超 出安全范围 ，立即 本 文所设计的煤矿井 下安全监控系统是将一些特 定功能传感器采 发 出报 警信号 ，并采取相应措施 ，将井下工作人员转移 到安全地带 ， 集 的参数如 瓦斯浓度 、温度 、湿度等通过 ｚ ｉ ｅ ｅ 无线传感 网络传送 到 同时 ，将数据传送到地上 的安全 监控中心 ，地上工作人 员可 以做进一 安全 监控基站 ，经过 分析 处理 ，判断数据是否在 安全标准之 内，若有
基于ZigBee技术的煤矿安全监控系统设计
基于ZigBee技术的煤矿安全监控系统设计摘要研究目的：设计一款以ZigBee无线通信技术为基础的煤矿安全监控系统。
研究对象：ZigBee无线通信技术，煤矿安全监控系统。
研究方法：以某煤矿安全管理为例，为该煤矿设计一款煤矿安全监控系统。
研究结论：通过本次设计实践研究，设计出一种ZigBee技术的煤矿安全监控系统，该系统主要包括监控主站，监控分站组成。
ZigBee技术主要应用于主站通信模块，应用该技术良好实现了煤矿安全监控系统的无线通信功能，对于主站设计应用也有良好的效果。
关键词：ZigBee技术；煤矿安全监控系统；设计煤矿安全是煤矿生产中重要的管理要点，通过有效煤矿安全管理，能够防止煤矿生产出现安全事故，同时也能够确保煤矿有序生产。
而当前煤矿开采时，安全风险因素较多，安全风险等级较高，并且传统的安全管理措施已经不能够满足安全需求。
在此背景下，相关专家开始研究，设计煤矿安全监控系统，融合多种先进技术，使监控系统能够做到煤矿生产安全监控，排查安全风险，高精度风险报警，从而提升煤矿安全生产管理效率，确定安全管理有效。
1.煤矿安全监控系统应用ZigBee技术的优势探讨煤矿安全监控系统设计研究是现代煤矿安全生产管理的重要工具。
该系统与传统人力管理模式相比，具有自动管理，风险预警，智能安全风险排查等优势特点。
煤矿安全监控系统具有先进性的优势，主要取决于其设计过程中应用先进的现代化技术，其中包括计算机技术，网络通信技术以及传感技术等。
而ZigBee技术就是一种具有良好性能优势的网络通信技术，将该技术设计应用于煤矿安全监控系统中，有利于提升煤矿安全监控系统的应用效率。
第一，应用ZigBee技术后，监控系统的网络更加稳定。
ZigBee网络通信技术是具有稳定性优势的网络技术，其信号在网络通信传播过程中，抗干扰能力强，传播速度快。
第二，应用ZigBee技术，监控系统更加节能。
ZigBee技术本身具有节能特点，其可以在低功耗状态下运行。
ZigBee无线传感器网络在煤矿安全监测中的应用
为了从根本上解决煤矿安全问题，需要依靠科技进步手段提高煤矿整体安全技术装备与管理水平。
其中在所有煤矿中建立煤矿安全监测监控系统，从而改善煤矿安全环境和建立包括煤矿安全隐患全面查排、实时监督管理、安全保障等内容的安全管理体系是长治久安防止煤矿安全事故的最重要的两个方面。
近几年来，信息技术被迅速地应用到了煤矿安全生产领域，并取得了明显的经济和社会效益。
本文提出一种新兴无线网络技术ZigBee 在煤矿安全监测中的应用方案，旨在解决煤矿井下各种实时数据采集、信息交互的技术问题。
1ZigBee 概述ZigBee 是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，它是一种张双斌（晋城职业技术学院信息工程系晋城048026）摘要本文在研究分析ZigBee 无线传感器网络技术特点的基础之上，提出了一种基于ZigBee 的煤矿安全监测系统应用方案。
详细设计了该系统的网络体系结构、ZigBee 无线传感器网络路由算法和煤矿安全监测系统中数据采集和传输过程，实现了ZigBee 无线传感器网络低能耗、高通信效率、良好稳定性等特性与煤矿井下复杂的环境下通信要求的完美结合。
关键词ZigBee 煤矿安全监测系统路由算法ZigBee 无线传感器网络在煤矿安全监测中的应用（收稿日期：2009年7月21日）Practice of PBB/PBT in Carrier EthernetChen Bing（Shanghai Information Network Co.,Ltd.，Shanghai 200081，China ）AbstractWith the development of PBB/PBB-TE technology,traditional Ethernet technology plays an important role in thedeploying of metro area network.This paper looked back the evolution of Ethernet,described the technical details of PBB/PBB-TE,and discussed their application in the M AN referring to an example of SIN's CE network.Key words PBB ，PBB-TE ，CE ，M EF ，M AN ，tunnel介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。
ZigBee技术在煤矿井下监测系统中的应用研究
３ ． ３ 节 点 应 用 程 序 设计
结 构 ，外 界 压 力 通 过 ３ １ ６不 锈 钢 膜 片 及 内部 灌 充 硅 油 传 递 到 传
感 器 件 敏感 元 件 上 ， 输出 ０ ～ １ ０ ０ ｍＹ 的 电 压 信 号 ， 且 具 有 温 度 补
偿功能 。
传 感 器 节 点 主 要 负
责 采 集 监 测 区 域 的 被 测
参数 ， 并 将 采 集 到 的数 据 进行处 理 ， 通 过 无 线 模 块 传 送 给 无 线 网关 节 点 。同 时， 接 收 来 自无 线 网 关 的 数据 ， 并 根 据 这 些 数 据 进 行 相 关 操 作 。当没 有 数 据 的发送 、 接收时 ， 转 入 休 眠模 式 ， 使 节 点 功 耗 降 到 最低， 其 工 作 流 程 图 如 图
４所 示 。
２ ． ４ 电 源 模 块
无 线 传 感 器 网 络 一 般 布 置 在 无 人 值 守 或 是 环 境 恶 劣 的 地
区， 有 些具有 移动性 ， 所 以 节 点 大 多数 需 要 采 用 电 池 供 电 ， 该 项 目在 元 器 件 的选 取 中 ， 已 经 考 虑 到 了 尽 量 降 低 系统 的功 耗 ， 各 模
４ ２
Ｃ ＭＯ Ｓ 工 艺 生 产 ， 在 接 收 和 发 射 模 式 下 ， 电 流 损 耗 分 别 低 于
Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ技 术 在 煤 矿 井 下 监 测 系 统 中的 应 用 研 究
数据包 ， 节 点 在 一 次 唤醒 后 ， 连 续 发送 １ Ｏ包 数 据 ， 以 降 低 节 点 功 耗， 提 高 传 输 效 率 。如 果 要 监 测 网 络 的 拓 扑 和 路 由结 构 ， 可 以在
zigbee在矿山井下人员定位系统中应用解析
zigbee在矿山井下人员定位系统中应用2008-01-22 15:58:39 ［上一篇| 下一篇］zigbee行业解决方案/查看（194 /评论（0 /评分（0 / 0Zigbee矿山考勤定位系统简介一，国内外相关技术的现状，发展趋势：井下人员的定位技术，国内外目前仍然是一个空白领域，由丁国内煤矿安全生产所面临的严峻形势，如何建立一个适合中国国情的煤矿安全生产监测管理系统，特别是包括井下人员定位技术的系统，得到国内各级政府的极大关注。
国内目前所使用的井下人员跟踪技术，实际上仅仅是一种考勤记录系统，而非真正的人员定位跟踪系统：。
A. 射频卡（RFID ）考勤系统：目前井下人员的跟踪，基本上采用的是这种方法。
这种方法是在在矿井进口处，或其它井下一些关键通道口，使用射频卡（RFID ）读取（刷卡）的方法对下井人员进行登记记录来跟踪的方法。
实际上这并不是真正意义上的人员跟踪，无法实时地报告井下人员的具体位置了。
这种方法存在如下几个问题：1. 射频卡读写系统读些距离非常有限，它只能用丁上下矿井人员的考勤纪录，或进出不同区域的人员登记纪录，它不可能实现对井下人员的定位跟踪；2. 当射频卡读写系统用丁记录进出井下不同区域的人员登记时，系统必须安装在井下，射频卡读写系统使用的频率都较低，抗干扰能力差，而井下环境条件十分复杂，干扰因素无处不在，特别是最关键的采掘工作面，另外，由丁它的体积大，而要求工作的空间范围乂小，因而系统对安装条件有相当的要求，这样，这种系统在井下的安装使用包括维护，都受到相当的限制；3. 这种系统读卡速度十分有限，不能处理多人同时快速通过读卡系统的情况（例如乘车下井），此时，系统往往会出现漏读；4. 如果使用远距离射频卡（RFID ）系统，读写器价格都较贵，随着距离的增加，系统的价格将迅速增加。
B. SuperRFID等定位系统SuperRFID，除了收发通信距离稍远一些外，它面临着一般RFID所面临的同样问题，包括井下通信干扰问题，对通信电缆的依赖问题，有效通信距离有限的问题，读写器结构复杂，价格贵的问题等。
基于ZigBee的无线传感器网络在矿井安全监控中的应用
基于ZigBee的无线传感器网络在矿井安全监控中的应用近年来，在以人为本的核心思想下，为了进一步保障井下作业人员的生命安全。
我国的矿井安全监测系统也有了长足的长进。
随着电子技术的进步和通讯技术的发展，无线数据传输和远程控制的要求也逐渐被重视起来。
ZigBee的无线传感器网络也逐步应用起来了。
标签：矿井监测；ZigBee；无线通信引言中国是一个世界级的矿业大国，矿业开采的安全问题显得十分重要。
而在现阶段，我国的安全生产管理体系落后，安全生产监控设备相对于发达国家来说依旧有很大的差距。
现有的安全生产监控设备大多以工业总线为基础，虽然其抗干扰性良好，可靠性高，但随着矿下作业的持续，以有线网络组成的安全信息网络不可避免的在灵活性，扩展性，抗突发事故能力等方便遭到了大众的质疑。
为了更好的解决这些问题，无线网络的引入以改善网路变显得顺理成章。
1 安全监控系统的设计基于ZigBee的无线传感器网络安全监控系统包括上位机，手机客户端，协调器节点和终端节点。
由终端节点负责收集井下的温湿度信息和气体浓度信息，通过2.4GHzISM频段无线传输给协调器节点。
再由协调器节点把相关的安全信息传递给上位机。
上位机可以通过系统内部专门架设的局域网与手机移动客户端互连，使得专用地面监控中心可以通过煤矿内部专用局域网与集团公司的总控制中心互连，从而使工作人员能够远程的进行状况进行监测。
主体框架如图1所示。
1.1 ZigBee协调器节点协调器使用了CC2530片上系统中的CC2530-F256芯片。
拥有包括SFR、DATA和CODE三个不同的存储器访问总线和一个调试接口以及一个中断控制器。
内存仲裁起位于系统中心，因为他通过SFR总线，把CPU和DMS的控制器和物理存储器与所有外设链接在一起。
8KB的SRAM具有超低功耗的特点，同时能够在数字部分掉电是保存自己的内容，使得ZigBee的睡眠模式能够得以实现。
同时CC2530-F256中的256KB闪存模块为芯片提供了巨大的非易失性存储空间，程序开发者把程序存储在其中，以保证再次上电后，设备可以再次使用相关的数据。
ZigBee技术应用于矿井人员定位系统中的优势分析
ZigBee技术应用于矿井人员定位系统中的优势分析目前在我国很多规模较大的煤矿中都具有相应的安全监控系统，这虽然能够降低安全事故的发生率，但是依然存在着很多急需解决的问题，这些问题出现的主要原因是现有的安全系统多数停留在安全报警上，并没有实时的精确定位和矿井人员定位系统对井下人员信息登记不完整，当矿山灾害发生的时候无法及时的获取一些可靠的井下人员的基本情况，这在一定程度上影响了救援效率，增加了伤亡率。
文章以ZigBee技术为基础与其它无线网络技术进行对比，从而得出此技术应用于井下人员定位系统的优势。
标签：ZIGBEE；井下人员定位；优势1 ZigBee和其它无线技术的比较1.1 ZigBee与当前移动网络的比较（1）系统花费。
连接移动网的时候耗费的资金较多，另外是按照终端数量进行计算。
（2）通信的可靠性。
目前存在的移动网大部分针对手机通信进行应用，虽然GPRS技术以及CDMA-1X也能够实现数据通信，但是具体的速率是达不到相关要求的，同时数据通信没有较强的可靠性。
ZigBee网络的设计是主要针对数据的传输和控制的，能够有效的保证数据以稳定的状态进行传输，同时可以以覆盖距离为出发点进行设计，能够参考不一样的性能，从而展开设计不一样ZigBee 网络节点的相关工作。
（3）兼容性好。
ZigBee网络的覆盖区域是有一定限制的，能够实现与互联网、现有的移动网以及其它通信网络的通信，这些网络元素组成了一个体系。
ZigBee网络对于一些盲区问题的解决有非常好的效果。
1.2 ZigBee与蓝牙技术的比较（1）系统复杂性。
和蓝牙系统进行比较，ZigBee系统比较的简单，下面是这两个协议栈的相关参考模型：ZigBee协议栈并不复杂，达成的难度并不高，对于系统内存的消耗也不多，在进行了相关的试验之后，认为在ZigBee网络在使用的时候花费了28Kb左右的系统资源，然后蓝牙协议栈是不简单的，在使用的时候借用了差不多250K的内存，所以和蓝牙相比，ZigBee网络花费更低，如果网络具有大量终端设备的条件下可以进行充分的应用，例如在传感网络以及楼宇自动化方面可以应用。
浅议煤矿井下通信系统中ZigBee技术的应用研究
浅议煤矿井下通信系统中ZigBee技术的应用研究摘要：目前，在我国的煤矿井下通讯系统中，主要还是采用电缆进行信息传输。
由于矿井内的环境较为潮湿、电缆很容易受到腐蚀。
一旦出现事故，很容易造成通信中断。
将为事故的排除造成更大困难。
随着无线通信技术的快速发展，Zigbee技术的研究与发展为井下的无线通信实现带来了契机。
本文首先简单介绍ZigBee协议架构，然后对煤矿井下的通信特点进行分析，最后探索Zigbee技术在煤矿井下通信系统中的应用。
关键词：Zigbee技术；通信系统；煤矿井下；应用研究改革开放以来，我国的经济发展速度明显加快，对于基础性能源的需求量逐年增加。
作为产煤大国，我国的煤炭开采业更是得到了极大的促进作用，产量连年大幅度增加。
然而，近年来，在很多煤炭企业的开采过程中，由于开采条件以及通信方面的影响，我国的煤矿事故数量也同比增长。
由于大部分采用电缆进行井上、井下通信，在发生事故之后，营救人员常常会因通信故障无法对井下情况深度掌握，从而在很大程度上增添了营救人员的营救难度。
随着无线通信技术的快速发展，Zigbee技术的研究与发展为井下的无线通信实现带来了契机。
本文针对煤矿井下的通信特点，探索Zigbee技术在煤矿井下通信系统中的应用。
一、ZigBee协议架构概述zighee技术是最近发展起来的一种无线通信技术，它功耗低、成本低、易应用，以2.4GHz为主要频段，采用扩频技术。
zighee被业界认为是工业监控、传感器网络、家庭监控、安全系统等领域的最佳选择。
Zigbee 协议架构是在IEEE802,15.4标准的基础上建立起来的，其物理层和媒体访问控制层均是采用了该标准。
Zigbee联盟对其协议网络层、应用层以及安全服务规范进行定义。
Zigbee协议是将OSI七层参考模型作为基础，对与LR-WPAN应用有关的协议层进行定义。
其协议栈的每一层都为它的上层提供服务。
二、煤矿井下通信装备特点煤矿井下通信因其所处环境制约对通信设备的要求较高，井下通信系统必须能够满足强插、录音、群呼等功能，从而保证指挥人员在紧急情况下能够畅通无阻的呼叫到每一个系统终端；在一些重要的通信位置还要安装报警装置，并且，具备双向报警以及紧急呼叫等功能，这是为了在发生突发事件的时候，能够及时的发出报警信号，以便于更好的进行营救；煤矿井下作业很容易发生危险，为了更好的保障煤矿井下工作人员的人身安全，要为其配置功能强大的移动通信装置，以便于发生事故时，进行良好定位，争取更多的营救时间。
基于ZigBee技术的矿井监控系统设计
基于ZigBee技术的矿井监控系统设计陈亮;李敬兆【摘要】为更好地对井下煤矿开采所存在的安全隐患进行全面监控，提出了一种将ZigBee无线监控技术应用于建设矿井监控系统的设计方案。
该系统主要由两部分组成，分为传感器监控分站下位机系统和地面监控中心上位机系统。
在上位机与下位机之间，用ZigBee无线技术对井下现场的温度、湿度、瓦斯浓度等环境参数进行实时采集和数据传输、显示。
本文详细介绍了该系统的硬件结构组成与软件设计，并在模拟环境下进行了测试运行．实际结果验证了该系统的有效性和准确性，表明了该技术与有线通信相比节约成本、安装方便、易于扩展。
【期刊名称】《山东农业工程学院学报》【年(卷),期】2017(000)009【总页数】4页(P30-33)【关键词】ZigBee 传感器无线网络 CC2530 监控【作者】陈亮;李敬兆【作者单位】安徽理工大学电气与信息工程学院,安徽淮南232001【正文语种】中文【中图分类】TD76煤矿行业的首要任务是保证煤矿产业的安全生产，矿井下环境复杂，容易发生事故，需要一个准确有效的监控平台对矿井环境实时监控，将安全事故消灭在萌芽期。
监控分站在矿井监控中承担着重要角色，主要将井下各监控模块采集到的有效信息传输给地面控制中心，对矿井环境进行监控。
[1]由于井下监控范围广、参数多，外加环境复杂多变与危险因素等影响，传统的井下电缆成本高、效率低、结构单一，不易变化与扩展。
ZigBee无线技术能够克服传统有线通信的不足，其网络容量大，组网灵活，适合应用于监控领域。
与 BlueTooth、Wi—Fi、IrDA等无线传输协议相比，具有以下几个优势：功耗低，ZigBee网络节点设备工作周期较短，收发数据功率低，且采用了休眠模式；成本低，ZigBee协议栈的设计比较简练，研发成本相对较低，软件实现比较简单；传输可靠抗干扰性强，通信方式采用的是DSSS扩频，与RFID的宽带通信和433～915 MHz的FSK通信相比，具有抗干扰性强的特点；速度快距离远，ZigBee协议2.4 GHz物理层，速度为250 kbps，传输距离可达30米到70米，若扩大信号，传输距离可超过100米。
基于ZigBee技术的矿井安全综合监测系统设计
基于ZigBee技术的矿井安全综合监测系统设计
朱理望;杨柳;李高鹏
【期刊名称】《河南科技学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2014(042)006
【摘要】对煤矿矿井的安全监测技术进行了系统性的分析与研究,提出了一种基于ZigBee无线网络技术的具备环境检测、设备监控与人/车定位功能的矿井综合安全监测系统的总体结构.根据系统结构对监测系统中的核心设备监测分站的功能需求进行了技术分析,完成了包含CAN总线接口、ZigBee协调器以及设备监控等单元电路的新型监测分站的软硬件设计.通过在实验室组建一个矿井安全监测模拟环境,验证了系统架构的可行性和分站设备的主要功能.
【总页数】7页(P51-57)
【作者】朱理望;杨柳;李高鹏
【作者单位】湖南科技大学计算机科学与工程学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学计算机科学与工程学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学计算机科学与工程学院,湖南湘潭411201
【正文语种】中文
【中图分类】TM872
【相关文献】
1.基于ZigBee技术的煤矿井下安全监控系统设计 [J], 王彬
2.基于ZigBee技术的精准农业综合监测系统设计 [J], 周正贵;李海燕
3.基于ZigBee技术的精准农业综合监测系统设计 [J], 周正贵;李海燕;
4.基于ZigBee技术的矿井安全综合监测系统设计 [J], 朱理望;杨柳;李高鹏;
5.基于信息融合与ZigBee技术的矿井安全监测系统设计 [J], 杨轲
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
ZigBee无线技术与CAN总线在矿井井下监控系统中的应用
ZigBee无线技术与CAN总线在矿井井下监控系统中的应用作者：王雪光姚瑶来源：《科技创新导报》 2014年第5期王雪光姚瑶(河北工程大学河北邯郸 056000)摘要：矿井监控系统中有线通信带来很到的不便之处，线路多，走线复杂，敷设不方便等。
所以无线通信由于其低成本，安装便利，可靠性高等优势，取代了部分的有线通信，并且逐步成为主流技术，其中ZigBee技术应用的尤其广泛。
关键词：ZigBee 无线通信矿井监控中图分类号:TP393.08 文献标识码：A 文章编号:1674-098X(2014)02(b)-0044-02在煤矿安全监控采用了最新的短距离无线传感器网络技术，短距离无线传输与传感器的有效结合，可以有效地监测技术来解决目前煤矿的安全困难。
我们将各种安全数据采集点广泛部署放置在矿井的不同区域的传感器，具有短距离无线通信技术，并在布局灵活的网络监控变化，所以，可以准确的获得监测煤矿的数据，研究成果是巨大的。
1 监控系统架构IEEE802.15.4/ZigBee协议明确定义了三种拓扑结构：星形结构和网状结构。
为了远距离的传输，能够适应这种需求，网络节点分为三类：路由器节点，协调器节点，终端节点。
与PC机通过串行连接协调器节点，实现对整个网络的监控和实时监控等功能的管理。
该系统的终端节点被分为两类：一类是传感器节点，主要负责数据采集，显示和无线收发信机;另一个开关控制节点，中央监控单元主要负责接收用于控制所述断路器开关指令。
在实际实行中，采用CAN总线与无线通信相结合的方式，在主巷道中敷设CAN总线，并安置基于CAN总线的传感器节点，在不便敷设CAN总线的采空区、综采工作面等采用ZigBee无线传感器网络。
网络系统结构如(图1)所示。
1.1 ZigBee通信基站组成通信基站分为三个部分CAN节点、微控制器、ZigBee节点，如(图2)所示。
CAN总线采用Philips公司的SJA1000 CAN总线控制器和PCA82C250 CAN总线驱动器构成通信接口电路。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
煤矿机械Coal Mine Machinery Vol.32No.05 May.2011第32卷第05期2011年05月计算机应用0引言目前，煤矿安全监测、监控系统中的各类环境参数，如CH4、CO、温度、O2等均是采用传统的有线电缆传输方式。
对于CH4、CO气体的聚集区综采工作面、采空区等死角则无法进行有线电缆安全参数监测，从而无法预测报警。
Zigbee是一种无线通信技术，具有短距离、安全可靠等优点，可以利用Zigbee技术将终端传感器收集的各种参数传至坑道上的网关，再采用有线方式将网关数据传输至地面上的中央控制计算机，由计算机对数据进行分析比较，以便对矿井安全状况作出评估，实现对井下目标位置、环境等参数的远程采集，为救援决策提供科学依据。
矿山井下环境复杂，对功耗、抗干扰性等方面有较严格的要求。
因此，Zigbee技术在矿井安全监控系统中的应用研究有十分重要的意义。
1Zigbee传感器节点设计（1）节点结构设计Zigbee传感器节点主要由射频模块MCl3193、微控制器（MCU）、定时器、存储器、信号调理电路、传感器单元以及电源管理模块等部分组成，如图1所示。
在Zigbee传感器节点结构中，微控制器对温度、CO、CH4、风速等信息进行采集与数据转换，负责控制和管理整个节点；射频模块MC13193负责节点之间遵循相关的通信协议而进行通信；信号调理电路通过放大、缓存或调整模拟信号的幅度使其适合模数转换器(ADC)的输入，然后由ADC将该信号数字化，并发送给微控制器；电源模块为各部分运行提供所需的电量。
图1Zigbee传感器节点结构图（2）关键接口设计在Zigbee传感器节点的各个接口中，最关键的是MCl3193与MCU的接口设计，本设计MCU采用的是MC9S08GT60，MCU中的SPI与MCl3193的信息实现实时无线交换，接口电路如图2所示。
首先将所有的SPI寄存器初始化，MCU通过MOSI1端发送到MCl3193的MOSI1端，同时MCl3193通过MISO1端发送到MCU的MISO1端，实现了MCU与MCl3193之间的无线传输。
SPSCKl为异步时钟信号，控制双方的SPI寄存器。
/SSl为控制信号，控制MCU 与MCl3193之间何时进行通信。
IRQ为MCU的中断Zigbee技术在矿井安全监控系统中的应用*李慧宗，葛斌，王向前（安徽理工大学，安徽淮南232001）摘要：在分析煤矿安全监控系统传统传输方式的基础上，阐述了基于Zigbee关键技术的矿井安全监控系统的研究意义，探讨了Zigbee传感器节点的硬件设计与系统软件设计，研究了Zigbee 网络自组织路由算法、网关的设计以及系统集成方案。
为矿井无线通信与安全监控问题提供了一套合适的解决方法。
关键词：Zigbee；矿井；安全监控；AODV中图分类号：TD76；TP39文献标志码：A文章编号：1003－0794（2011）05－0206－03 Application on Coal Mine Security Monitoring System Based on ZigbeeTechnologyLI Hui-zong，GE Bin,WANG Xiang-qian(Anhui University of Science and Technology,Huainan232001,China)Abstract:On the basis of analyzing traditional transmission method of coal mine security monitoring system,significance of research on coal mine security monitoring system based on Zigbee is elaborated. Focusing on the hardware design of Zigbee sensor node,system software design,self-organization routing algorithm of Zigbee network,design of network gateway and system integration,discussed on completely suitable solution for coal mine wireless communication and its security monitoring system. Key words:Zigbee;coal mine;security monitoring;AODV*国家自然科学基金资助项目（51004004）；安徽省高等学校省级自然科学研究重点项目（KJ2009A005Z，KJ2010A081）天线存储器定时器电源管理模块信号调理电路传感单元射频模块MC13193微控制器MC9S08GT60206信号。
GPIO 与/ATTN 、GPIO 与/ATTN 相连，分别控制MCl3193的工作模式和初始化芯片的收发操作。
/RST 为复位端，实现MCU 对MCl3193进行复位。
CLKO 与CLK 端为输出时钟信号。
图2MCl3193与MCU 接口图2系统软件设计（1）Zigbee 模块的通信流程Zigbee 模块之间的通信，首先要进行初始化操作，Zigbee 传感器节点与各网络协调器之间的初始化操作流程如图3所示。
网络协调器主动发出请求连接传感器节点的信令，当传感器节点成功接收并验证一个数据帧及其MAC 命令帧后，向汇节点返回确认帧，同时设置传感器节点Zigbee 模块的状态为休眠状态。
初始化结束后，Zigbee 模块信息处理流程如图4所示，此时，网络协调器处于被动工作模式，等待传感器节点的响应连接请求信令，当预先设定的计时器时间到达后，传感器节点主动发起连接网络协调器的请求，连接成功后立即向网络协调器上报检测到的矿井内的监控信息。
传感器节点和汇节点之间的通信以及汇节点和网络协调之间的通信也采用这种主/从式的方法。
图3初始化流程图4信息处理流程图（2）系统软件结构设计矿井安全监控系统中的地面监控中心服务器软件采用开发语言VC++进行设计，服务器软件设计及监控终端软件设计结构图分别如图5和图6所示。
图5服务器软件设计结构图图6监控终端软件设计结构图图5和图6所示的结构具有以下优点：桥连接技术使得数据库的实现与核心业务逻辑的实现相互独立；池连接技术使得核心业务逻辑的实现与通信技术的实现相互独立；回调机制使得界面的实现与通信技术、业务逻辑及数据库的实现相互独立。
3网关设计与路由算法对于矿井安全监控系统，网关设计采用的是一个基于GPRS 的TCP/IP 协议与Zigbee 协议转换网关。
网关模块架构如图7所示，分别由Zigbee 汇接点、GPRS 无线模块、FLASH 模块组成。
其中采用U ART 技术将GPRS 无线模块与Zigbee 汇接点之间进行连接，同时，通过SPI （Serial Peripheral Interface ）外接一个FLASH 作为缓存，来实现对Zigbee 汇接点与PRS 无线模块内存的扩展。
图7网关模块架构在矿井安全监控系统中采用自组网按需距离否否否否否否否MOSI1MOSI1MOSO1MOSO1SPSCK1/SS1SPSCK1/SS1MCUMC13193IRO GPIO GPIO GPIO CLK/IRO /ATTN RXTXEN /RST CLKO服务服务线程池消息发送套接字连接池界面应用终端消息接收桥消息发送池终端套接字消息接收桥消息发送池Zigbee 汇接点SPI FLASHUARTGPRS无线模块开始开始Zigbee 模块发起连接请求Zigbee 模块发起连接请求连接成功向汇节点发送数据发送数据完毕是Zigbee 模块发起断开请求断开成功结束是是Zigbee 模块发起断开请求是是是是连接成功断开成功结束Zigbee 模块发起主从模块转换请求转换成功设置成功设置为sleep 工作模式身份认证数据库数据库服务数据库库桥消息接收桥消息发送套接字消息发送池线程池连接池界面终端服务获取在线终端列表其他207矢量路由AODV 算法（Ad hoc On-Demand DistanceVector Routing ）与簇状树形路由算法（Cluster-Treealgorithm ）。
自组织网络是一种没有预定基础设施支撑的自组织可重构的多跳无线网络，在该网络中，网络的拓扑、信道的环境、业务的模式是随节点的移动而动态改变的；在节点发生故障或部分网络传输条件暂时恶劣的情况下，AODV 的恢复能力极强。
簇状树形是一种由网络协调器展开生成树状网络的拓扑结构，在簇状树形路由算法中，数据将在源设备和目标设备之间的“树”状路由上严格地按照从父到子或从子到父的路径传输，便于搜索。
因此AODV 算法与簇状树形路由算法的整合使路由协议简单且易于实现。
整合算法的具体思路如下：（1）构建簇在建立簇之前需要定义簇路由表的数据结构。
这里已知由AODV 算法生成的AODV 节点的路由信息。
然后确定簇头并选择簇成员节点进行建簇。
簇头节点依据负载量的大小进行确定，选择负载重的节点及其存在直接下一跳的相邻节点，从这些节点中找出负载最轻的节点做为簇头，其他节点作为簇成员节点，递归地为簇头和簇成员建立簇路由表。
簇路由表的路由信息由簇内其他节点的AODV 路由信息进行抽取，当存在多条路由到达同一目的节点的情况时，选择优先级最高的那条路径作为簇路由表中到该目的节点的路由信息。
优先级的计算需要综合考虑路径序列号、总跳数及节点的负载；（2）维护簇簇建立好以后，需要对簇进行维护，包括加入新节点和删除旧节点2种情况。
当有新的节点进入，首先判断该节点属于当前哪个簇的传输范围，如果该节点能和该簇内的所有节点进行直接通信，则把该节点加入该簇，并更新簇节点的路由信息。
当某节点移动出了某簇的传输范围，需要删除该节点，并更新簇节点的路由信息；（3）撤消簇实时检测簇内节点的负载情况，当簇内负载不再重时，释放簇内所有节点的簇路由表空间，并撤消该簇。
4系统集成矿井安全监控系统体系结构由用户终端、外部网络、汇聚节点和传感器节点等部分组成。
大量的传感器节点在感知区域的附近或内部随机地进行部署，它们通过自组织的方式构成自组网络，传感器节点把实时监测到的安全监控数据交由其他传感器节点逐跳地进行传输，数据在传输过程中被多个节点进行处理，经多跳路由后到达汇聚节点，最终，利用串行通讯等方式，数据被传送到地面监控中心进行处理。
矿井安全监控系统结构如图8所示。
图8矿井安全监控系统结构图5结语Zigbee 技术作为一个最新通信技术，为解决矿井安全监控问题的科技人员提供了方向。