基于ZigBee技術(shù)的救援隊(duì)員安全監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、本課題來源于科技部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目《地震現(xiàn)場搜救行動(dòng)跟蹤與監(jiān)控技術(shù)》，項(xiàng)目編號(hào)為200808063-01。
　　 我國是地震活動(dòng)強(qiáng)烈和地震災(zāi)害嚴(yán)重的國家，由于地震后，災(zāi)區(qū)環(huán)境的復(fù)雜性，地震救援人員的工作地點(diǎn)和時(shí)間的特殊性，實(shí)現(xiàn)針對(duì)救援隊(duì)員自身的安全監(jiān)測保護(hù)，能很大程度上提高參救人員的工作信心，提高救援工作效率，還能減少二次災(zāi)害對(duì)國家財(cái)產(chǎn)的損失。所以，研制一套救援隊(duì)員安全監(jiān)測系統(tǒng)，對(duì)提高緊急救援效率、減少災(zāi)害損失，保護(hù)人

2、民生命財(cái)產(chǎn)等方面都有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 該研究課題把對(duì)地震救援隊(duì)員生命信息數(shù)據(jù)采集、處理、通信為一體。利用ZigBee 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，搭建安全監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。利用該安全監(jiān)測系統(tǒng)，完成人員生命信息和周圍氣體濃度信息的采集，預(yù)處理，通過無線信道傳輸采集信息給后方監(jiān)測中心，實(shí)施監(jiān)測。
　　 本文首先對(duì)ZigBee技術(shù)的通信特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，組網(wǎng)方式，以及對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研分析，再結(jié)合救援隊(duì)員安全監(jiān)測系統(tǒng)的需

3、求和技術(shù)參數(shù)，提出系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案：就是利用ZigBee 射頻芯片和MCU 微控制器協(xié)同，搭載傳感器模塊，共同構(gòu)成監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中的基本節(jié)點(diǎn)模塊。然后分別從硬件和軟件兩方面對(duì)基本節(jié)點(diǎn)模塊，做出設(shè)計(jì)。
　　 文中的救援隊(duì)員安全監(jiān)測系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)硬件上主要包括三個(gè)組成部分，傳感器采集和預(yù)處理部分，基于MSP430F2618的微控制器控制模塊，CC2520 射頻通信傳輸模塊，進(jìn)一步搭配相對(duì)應(yīng)的應(yīng)用，以及上端的管理軟件，完成對(duì)救援隊(duì)員生命信號(hào)的監(jiān)

4、測任務(wù)。
　　 在基本節(jié)點(diǎn)模塊的硬件設(shè)計(jì)當(dāng)中，傳感器模塊采集端采用信噪比好、抗干擾能力強(qiáng)的壓電薄膜脈搏傳感器和甲烷氣體濃度傳感器，兩種傳感器的信號(hào)調(diào)理電路均采用了獨(dú)立的電路設(shè)計(jì)，可以互不干擾完成任務(wù)；MSP430 微控制模塊，采用低功耗、高性能的MSP430F2618 單片機(jī)，利用其靈活的應(yīng)用來控制節(jié)點(diǎn)完成信號(hào)采集，發(fā)送接收的動(dòng)作，以及協(xié)調(diào)各模塊的工作；而CC2520 模塊是實(shí)現(xiàn)ZigBee 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的關(guān)鍵部分，負(fù)責(zé)與

5、其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線通信，交換控制消息和收發(fā)采集數(shù)據(jù)信息。另外在硬件設(shè)計(jì)當(dāng)中還涉及，電源，天線，和一些擴(kuò)展接口電路的設(shè)計(jì)。
　　 軟件的設(shè)計(jì)中涉及無線傳感器各節(jié)點(diǎn)的組網(wǎng)程序分析，和傳感器采集程序分析，節(jié)點(diǎn)無線通信程序，和上位機(jī)的管理系統(tǒng)軟件分析。在軟件上滿足救援隊(duì)員生命安全監(jiān)測系統(tǒng)的需求。
　　 該課題的創(chuàng)新點(diǎn)在于把ZigBee 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到針對(duì)地震救援隊(duì)員的生命安全安全監(jiān)測系統(tǒng)當(dāng)中。系統(tǒng)能快捷地組建無線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)