基于ZigBee的煤矿井下无线传感器网络通信节点控制策略

本文主要探讨了基于ZigBee技术的煤矿井下无线传感器网络通信节点的控制机制。ZigBee协议栈在这一场景中的关键性体现在其精简的架构，全功能设备需配备少量存储器（32K字节）和额外的RAM用于存储节点信息，如传感器数据库、路由表和设备配对表等，以确保高效的数据通信和管理。 在应用层设计中，ZigBee的应用支持子层（APS）负责数据流控制，包括安全授权、数据量控制、信息流管理和业务发现。ZDO（ZigBee设备对象）则确保设备的角色识别、绑定请求处理以及安全关系的建立，而厂家定义的应用对象则针对具体应用场景提供定制功能。 网络层是核心，它采用Ad-hoc技术，支持基本功能如网络创建、加入、设备配置、寻址、同步以及安全和路由。这个层次利用IEEE 802.15.4标准，具有低功耗和自组织特性，降低了运行成本和维护难度。对于煤矿井下的无线传感器网络，其重点在于实现无线节点间的通信，并通过阶段性的路由信息匹配设备，确保井下设备能有效执行数据通信任务。 基于ZigBee技术的这些特性，研究者王中杰提出了一种有效的控制机制，该机制从协议栈的底层设计出发，优化了物理层和数据链路层的通信RAM分配，以构建适用于煤矿井下的数据节点标准，从而提升网络的性能和安全性。这种控制策略对于提升煤矿井下的通信效率和设备管理至关重要，是现代智能化矿井监控系统的重要组成部分。