1. 研究目的与意义
随着社会的不断进步，我国的煤矿事业也在不断的进步和发展。煤矿产业为我国经济发展也作出了不可或缺的贡献。可以说矿业的情况与国民经济息息相关。但是矿井的生产工作在实际进行过程中，不仅要面临着较为复杂的井下生产环境，而且需要针对相应的生产技术进行调整和优化，进而实现煤矿工作的安全生产【1】。这就对于矿井下的安全生产要求更高，因为一旦发生疏漏，都是让人不敢想象的生命财产损失。一个合格的井下安全监控装置对于预防井下事故和检测井下安全这些层面是至关重要的。
虽然我国煤矿安全生产系数逐年提高, 但由于煤矿井下作业环境差, 地质条件复杂, 再加上常年不间断开采, 开采深度迅速增加, 致使开采过程中容易发生重大安全事故。井下的安全涉及到很多方面的指标，例如温度、湿度等指标，以及一些物质的含量如甲烷、一氧化碳等在矿井里面的数值，对井下工作人员的生命安全和井下工作环境的保护，都有着决定性的影响【2】。所以井下安全监控装置中必须要有对井下这几种指标的检测和预警，一旦能够做到精准检测和及时警告，井下工作人员的生命财产能得到一分更好的保障，同时也是为我国的经济发展的极大贡献者多把一层关。
目前，传感器的无线通信，主要有无线局域网、蓝牙和zigbee技术，无线局域网传输距离足够，传输速度也快，但其功耗大，无法满足低功耗的要求【3】。蓝牙功耗略小于无线局域网，但传输范围受限，一般有效的范围在10米左右，抗干扰能力不强、信息安全问题也是制约其进一步发展和大规模应用的主要因素【4】。相比之下，zigbee则是不二选择，首先其能耗很低的优点很是突出，两节普通的干电池能让其待机半年至两年不等。其次，这项技术网络的自组织还具有自愈能力强，通信可靠的优点。
井下安全检测系统利用zigbee无线传感器技术实现信息采集点与井下分控中心的数据连接.根据矿井环境的不同和应用形式的差异, 系统将每个环境传感器整合成传感器节点, 用于信息数据的采集和传输.井下分控中心通过传感器节点对矿井内环境数据信息进行采集、传送和基础处理.分控中心将井下生产的特殊情况以及采集分析的数据信息传输至控制中心【5】。
2. 研究内容和预期目标
(1)设计一种基于zigbee技术的井下安全监控装置；
(2)系统须做到反应灵敏、工作稳定、智能化程度高、人机界面友好等特点，还有良好的产业化前景；
(3)完成硬件设计图；
3. 研究的方法与步骤
本课题采用cc2530芯片以及zigbee无线组网技术开发井下安全监控装置，实现对井下环境的监控和集中管理。本课题主要通过以下步骤完成：
(1)了解井下安全监控相关资料的文献；
(2)撰写和完善开题报告;
4. 参考文献
[1]张晓磊.煤矿安全监测系统在井下工作中的应用[j]. 中国石油和化工标准与质量.2019
[2] 莫莉,喻洪平,赵悦,宫霞霞.基于zigbee煤矿安全监测系统设计与研究[j].煤炭技术.2018.9
[3] 程胜;杜鹃;丁炜;无线局域网及其发展趋势[j];电信网技术;2003(06)：22-25 36.
5. 计划与进度安排
（1）2022.2.24-2022.3.8（2周） 查阅资料，撰写开题报告。
（2）2022.3.9-2022.4.5（4周） 硬件功能分析，熟悉plc系统指令及编程语言。
（3）2022.4.6-2022.4.26（3周） 设计原理图，编制应用程序。
