zigbee技术及应用

zigbee技术及应用（共15篇）

1.zigbee技术及应用 篇一

计算机与信息技术学院

课程教案

专业物联网工程

课程Zigbee网络原理与应用 讲授人姚建峰

2015 年 9月10日

(一)课程名称： Zigbee网络原理与应用(二)学时学分：周4学时，3学分

(三)预修课程：电子线路、数字逻辑、计算机组成原理、高级语言程序设计(四)使用教材

ZigBee技术与实训教程――基于CC2530的无线传感网技术，清华大学出版社，2014年5月第1版

(五)教学参考书(3本以上)

1、李文仲编著：《Zigbee2006无线网络与无线定位实战》，北京航空航天大学出版社，2008年1月第1版；

2、王小强编著：《Zigbee无线传感器网络设计与实现》，化学工业出版社，2012年6月第1版；

3、郭渊博编著：《Zigbee技术与应用》，国防工业出版社，2010年6月第1版。

（六）教学方法：课堂讲授，课堂演示，师生互动，理论与实验结合教学。(七)教学手段：多媒体教学。(八)考核方式：闭卷考试。

(九)学生创新精神与实践能力的培养方法：结合实验、具体应用、小组讨论等方式使学生掌握Zigbee技术开发的基本方法，提高学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的动手能力和创新能力。

(十)其它要求：严格考勤，学生课堂表现和实验完成情况占学生成绩的30%，期末成绩占70%。

第一章无线传感器网络

教学时数：2学时

教学目的与要求：主要让学生理解无线传感网络的主要概念，了解无线传感网络的发展历程、研究现状与研究前景、应用领域，掌握无线传感网络的特点、网络体系结构、关键技术。

教学重点：无线传感器网络体系结构。教学难点：无线传感器网络的关键技术。

第一节无线传感器网络概述(了解)1.无线传感器网络的概念：

无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素。

2.无线传感器网络的发展历程：

第一阶段:最早可以追溯至越战时期使用的传统的传感器系统。当年美越双方在密林覆盖的“胡志明小道”进行了一场血腥较量，“胡志明小道”是胡志明部队向南方游击队输送物资的秘密通道，美军对其进行了狂轰滥炸，但效果不大。后来，美军投放了2万多个“热带树”传感器。“热带树”实际上是由震动和声响传感器组成的系统，它由飞机投放，落地后插入泥土中，只露出伪装成树枝的无线电天线，因而被称为“热带树”。只要对方车队经过，传感器探测出目标产生的震动和声响信息，自动发送到指挥中心，美机立即展开追杀，总共炸毁或炸坏4.6万辆卡车。

第二阶段:二十世纪80年代至90年代之间。主要是美军研制的分布式传感器网络系统、海军协同交战能力系统、远程战场传感器系统等。这种现代微型化的传感器具备感知能力、计算能力和通信能力。因此在1999年，商业周刊将传感器网络列为21世纪最具影响的21项技术之一。

第三阶段:21世纪开始至今，也就是9·11事件之后。这个阶段的传感器网络技术特点在于网络传输自组织、节点设计低功耗。除了应用于反恐活动以外，在其它领域更是获得了很好的应用，所以2002年美国国家重点实验室－－橡树岭实验室提出了“网络就是传感器”的论断。

3.无线传感器网络研究现状：

（1）国外无线传感器网络的研究现状

1998年，美国国防部提出了“智能尘埃”的概念，最先开始无线传感器网络技术的研究，目的是为监控敌方的活动情况而不被察觉。2001年，美国陆军提出“灵巧传感器网络通信”计划，将无人值守式弹药、传感器和未来战斗系统

2.zigbee技术及应用 篇二

关键词：ZigBee无线通信技术,应用探讨,发展前景

随着我国社会的不断进步, 我国的信息技术也在不断的进步, 这就为我国无线通信技术提供了一个可持续发展的广阔平台。目前我国人民的生活水平也在不断的提高, 人们对于信息技术和无线通信技术的要求也不断提高。其中Zig Bee的发明就为无线通信技术提供了新的血液。本文就是针对Zig Bee无线通信技术进行了全方位的分析与思考。

一、浅析Zig Bee技术

Zig Bee技术的名字是来源于蜜蜂的八字舞, Zig Bee技术的原理就是在很短的距离范围内为其用户的沟通交流进行实现。Zig Bee技术的特点就是短距离、简单化、低功率消耗、低成本, 总而言之, Zig Bee技术就一种既便宜实惠又低消耗的短距离无线通信技术。由于其在网络中为用户提供了一个方面的无线传输技术, 所以Zig Bee技术在物联网中有着重要的实用性。Zig Bee技术还在我国一些工业生产方面、医院方面及家庭等方面都发挥了其自身的作用。[1]

二、Zig Bee无线通信技术的应用

上文说到Zig Bee技术应用广泛, 为我国的各个部门的可持续发展都发挥了自身的优势。主要包括工业领域、农业领域、医院方面以及人们家庭方面, Zig Bee技术发挥了重要的作用。

Zig Bee技术在农业方面, 可以通过网络中监控系统对于企业中的数据进行自动的记录及分析, 并且可以自动计算出准确的结果, 促进了我国农业的可持续发展。

在工业方面, 比如某煤矿中, 企业可以通过Zig Bee技术的优点对于煤矿中的安全进行有效的检测。尤其是在目前社会发展这么迅速的新时代, 由于经济利益的缘故, 近几年我国煤矿中发生的事故的机率正在逐年升高, 这些事故的发生和煤矿中安全管理有着联系。

所以企业可以利用Zig Bee技术的优点来研制一种安全检测系统, 使煤矿工人在工作开采煤矿的过程中能够利用系统对每一个环节都能有效的监控。

同时, 此系统不仅可以对于每一个环节进行监控, 还可以将监控中的数据传送到企业的监控中心。通过合理的运用Zig Bee技术, 煤矿企业就能排查其中的安全隐患, 不仅提高了煤矿的工作效率, 还提高了煤矿工作的安全效率。Zig Bee无线通信技术在煤矿中的科学合理运用, 为煤矿企业的安全及可持续发展提供了保障。[2]

三、Zig Bee无线通信技术的发展

随着社会的不断进步与发展, Zig Bee技术也被广大企业及单位所认知, Zig Bee技术的引用范围也在不断的扩大, 相信在未来的社会中, Zig Bee无线通信技术还会在更多的企业领域中得到合理的运用。

Zig Bee技术通过利用传感器的有限, 两者的完美融合形成了一种自动化的智能监控网络系统, 网络监控系统可以自动的采集并分析其中的相关数据, 并且可以得到准确的信息结果, 这样也可以促进Zig Bee技术在一些领域的可持续发展。尤其是在工农业及军事等方面, Zig Bee技术有着良好的发展前景。

在工业方面, Zig Bee无线通信技术还可以在设备及能源管理方面进一步的加强创新。特别是在工业中一些有害化学物质的检测, 加强对其的监控及检测, 为工业企业生产方面提供一个良好的生产环境。同时上文所说的Zig Bee技术和传感器的应用可以对其传达网络数据进行一个科学的创新和改善, 这样也大大的增加了Zig Bee无线通信技术的使用时间。

在农业方面, 虽然我国的社会经济发展迅速, 但是目前我国的农业方面还正处于一个发展阶段。由于我国农业在生产方面还是依靠传统的生产模式, 所以就要合理的运用Zig Bee无线通信技术的优势来提升农业的生产效率, 使农业也朝着信息化、智能化和专业化的方面持续发展。比如可以通过Zig Bee技术的优点来进行农业中土壤的湿度等指标进行检测, 使农业生产人员可以在此检测过程中今早的发现问题并解决问题, 这样就大大的农业生产的效率。[3]

此外, Zig Bee还在医学及家庭领域都发挥着重要的作用, 随着我国社会经济的不断发展, 我国各大生产领域都会利用Zig Bee来为自身的利益带来更大的保障。

四、结束语

通过以上叙述, Zig Bee无线通信技术在我国还正处于初级发展阶段, 所以我国企业在应用Zig Bee技术的时候, 还要对此进行一系列的创新及探讨, 为Zig Bee技术的广泛应用打下一个良好的基础, 使Zig Bee技术可以在未来的发展道路上越来越好。Zig Bee技术也能够运用其自身的优点, 来满足我国现在人民的一系列需求。

参考文献

[1]任秀丽, 于海斌.Zig Bee无线通信协议实现技术的研究[J].计算机工程与应用, 2007, 43 (6) :143-145.

[2]丁飞, 张西良, 张世庆.基于Zig Bee的无线通信技术及其应用[J].江苏通信, 2006, 22 (5) :86-91.

3.zigbee技术及应用 篇三

关键词：ZigBee；物联网；电力智能化

中图分类号：TP391.44 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 15-0000-01

ZigBee Technology Application in the Power Network of Thing

Lu Bo

(Jiangsu Huaian City Maternal and Child Health Hospital,Huaian223002,China)

Abstract:The Internet of things technology can realize the state monitoring of power equipment,electric power production management,electric power assets life cycle management,intelligent electricity.Use of Internet of things technology will contribute to the realization of intelligent electric two-way interactive services,electricity information collection,home energy management and vehicle charging and discharging,for the realization of user and network bidirectional interaction,improve power supply reliability and electricity efficiency and energy saving and emission reduction to provide technical support.Wireless sensor network is one of the key things,while ZigBee technology of wireless sensor networks is a hot technology,ZigBee technology is a kind of short distance,low rate wireless sensor network technology,and can be widely applied in the field of electric power network.

Keywords:ZigBee;Network of things;Power intelligent

一、物联网

（一）物联网定义。物联网（The Internet of Things）是指“物物相连的互联网”，通过射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）、传感器、全球定位系统等，按约定的协议，把物品与网络连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理[1]。（二）物联网的发展。物联网（又名传感网）被认为是继计算机、互联网之后的第三次数字技术革命，备受国内外关注。美国、日本、韩国、欧洲等先后提出了国家层面的物联网发展战略。我国政府非常重视物联网发展，吳邦国、温家宝等党和国家领导人先后多次提出要抓住物联网技术的发展机遇，要占领世界制高点，目前，物联网作为未来我国重点发展的七大新兴技术之一被纳入国家战略，并写进两会。

二、ZigBee技术

（一）ZigBee技术简介。为了满足传感器这样小型、低成本设备无线联网的要求，2000年12月IEEE成立了IEEE802.15.4任务组。这个组致力于定义一种供廉价的、便携或移动设备使用的极低复杂度、成本和功耗的低速率无线连接技术。ZigBee联盟由英国Invensys公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦半导体公司组成，如今已经吸引了上百家芯片公司、无线设备公司和开发商的加入。相对于现有的各种短距离无线通信技术，ZigBee技术将是最低功耗和成本的技术。同时由于ZigBee技术的低数据速率和通信范围较小的特点，也决定了ZigBee技术适合于承载数据流量较小的业务。（二）ZigBee技术的特点：（1）网络容量大：ZigBee支持星状、片状和网状网络结构。（2）安全性高：ZigBee提供了数据完整性检查和鉴定功能。（3）可靠性高：采用了碰撞避免机制。（4）功耗低：ZigBee设备只有激活和睡眠两种状态，工作周期很短。（5）时延短：通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。（6）成本低：ZigBee协议是免专利费的。（7）有效范围小：ZigBee的通信有效覆盖范围在10～75m之间。

三、ZigBee技术在电力物联网中的应用

（一）面向智能电网应用的物联网架构。面向智能电网应用的物联网主要分为感知层、网络层和应用服务层。感知层主要通过传感器、射频识别等技术手段实现对相关信息的采集；网络层依托电力信息通信网，实现感知层各类电力信息的传输；应用服务层主要采用智能计算、模式识别等技术实现电网信息的综合分析和处理，实现智能化的决策、控制和服务。（二）电力设备状态监测。利用物联网技术在常规机组内部布置传感监测点，了解机组运行情况，包括各种技术指标与参数，提高常规机组状态监测水平。通过在水电站坝体设置传感器网络，可以监测坝体变化情况，规避水库运行可能存在的风险。同样，物联网技术可以对风能、太阳能等新能源发电进行监测、控制和功率预测。输电线路状态在线监测是物联网的重要应用之一。利用物联网技术，可以提高对输电线路运行状况的感知能力，可监测的主要内容包括气象条件、覆冰、导地线微风振动、导线温度与弧垂、输电线路风偏、杆塔倾斜等。（三）电力生产管理。由于电力生产管理的复杂性，电力现场作业管理难度较大，常有误操作、误进入等安全隐患。利用物联网技术可以进行身份识别、电子工作票管理、环境信息监测、远程监控等，实现调度指挥中心与现场作业人员的实时互动。ZigBee技术运用，通过在塔基下、杆塔上及输电线路上安装地埋振动传感器、壁挂振动传感器、倾斜传感器、距离传感器、防拆螺栓等，结合输电线路状态在线监测系统，可以很好地实现对重要杆塔的实时监测和防护。（四）智能用电。利用物联网技术有助于实现智能用电双向交互服务、用电信息采集、家居智能化、家庭能效管理、分布式电源接入以及电动汽车充放电，为实现用户与电网的双向互动、提高供电可靠性与用电效率以及节能减排提供技术保障。

四、结论

智能电网与物联网的相互渗透和深度融合能有效整合通信基础设施资源和电力基础设施资源，提高电力信息化水平，改善现有电力基础设施利用效率。运用ZigBee技术使电网智能化将成为拉动物联网产业甚至整个信息通信产业发展的强大驱动力，并将深刻影响和有力推动其他行业的物联网应用，进而提高我国工业生产和公众生活等各个方面的信息化水平。

参考文献：

[1]刘振亚.智能电网与物联网[J].智能电网知识读本

[2]张莉.ZigBee技术在物联网中的应用[J].电信网技术

[3]陈晰,李祥珍,王宏宇.物联网在智能电网中的应用[J].

4.测试技术及应用简历 篇四

户口所在： 广东省 国 籍： 中国

婚姻状况： 已婚 民 族： 汉族

诚信徽章： 未申请  身 高： 173 cm

人才测评： 未测评  体 重：

人才类型： 普通求职

应聘职位： 销售 : 销售工程师

工作年限： 15 职 称： 无职称

求职类型： 兼职 可到职日期： 随时

月薪要求： 面议 希望工作地区： 深圳,东莞,

工作经历

深圳市欣富刚电子有限公司, 起止年月：-11 ～ -06

公司性质： 所属行业：

担任职位：

工作描述： 经理,主营产品AI铜网,激光钢网,治具,SMT保养油(THK),钢网清洗剂,链条油.

离职原因：

深圳市鹰诺实业有限公司 起止年月：-10 ～ 2007-10

公司性质： 所属行业：

担任职位： ,激光钢网销售经理

工作描述：

离职原因：

科利泰电子(深圳)有限公司 起止年月：2005-02 ～ 2005-10

公司性质： 所属行业：

担任职位：

工作描述： 锡膏服务工程师.

离职原因：

10鑫茂科技制三处SMT生产课长. 起止年月：2004-01 ～ 至今

公司性质： 所属行业：

担任职位：

工作描述：

离职原因：

富士康CPBGOA产品处SMT检测课 起止年月：-10 ～ -08

公司性质： 所属行业：

担任职位：

毕业院校： 淮南工业学院

最高学历： 大专 获得学位:  毕业日期： 1999-07

专 业 一： 测试技术及应用; 专 业 二：

起始年月 终止年月 学校（机构） 所学专业 获得证书 证书编号

语言能力

外语： 英语 良好 粤语水平： 一般

其它外语能力：

国语水平： 一般

工作能力及其他专长

•

技能专长:SMT工艺制程,钢网,治具,AI铜网开刻,SMT焊接工艺,不良制程改善.

详细个人自传

目前从事SMT相关的销售和服务工作.熟悉SMT工艺制程,AI铜网,钢网,治具和锡膏. 吃苦耐劳,寻求兼职/全职销售,钢网或者焊料的售后服务亦可.

补充说明:兼职/全职销售,钢网或者焊料的售后服务.

5.欠平衡钻井技术及应用 篇五

摘 要：欠平衡钻井是国际上90年代初再次兴起的提高勘探开发效益的钻井新技术。近几年我国来在油、气田勘探开发方面已进行了大量技术研究和现场试验，并取得了显著的成果。欠平衡钻井的相关理论和技术研究已经成为钻井工作者的一个研究热点。

第1章

欠平衡钻井相关理论

1.1 油气藏筛选理论

1.1.1 适合欠平衡钻井的油气藏

1、具有潜在井漏或钻井液侵害的油气藏

这些油气藏包括晶间渗透率大于1μm2的地层；具有大的宏观开放型裂缝的地层；具有大量连通孔洞的非均质碳酸盐地层；可以导致过平衡压力大于6.9MPa的压力枯竭地层。过平衡钻井最坏的情况是高渗透性特点与严重的压力枯竭相结合。对于上面提到的这些油气藏来说，由于很难设计有效的过平衡钻井液体系，所以它们是欠平衡钻井的最佳选择对象。特别是在裂缝性或非均质碳酸盐油气藏，很难形成防止钻井液滤液和固相侵害地层的均质稳定滤饼，并且发生抽汲后，地层内的流体仍旧会不受约束的流入井眼。在这种情况下形成的滤饼，经常引起压差卡钻，最终导致毁灭性卡钻事故。在具有宏观渗透性特点的水平井中，由于重力引起的排泄，可能会发生井漏。

2、具有岩石-流体敏感性的地层

相当大的地层损害可能是由于不相溶水基滤液与地层粘土或其它活性材料的有害反应引起的。许多地层含有水活性粘土，如蒙脱石或混层活性粘土。这些粘土与非抑止性水基钻井液接触会发生膨胀，并严重影响采收率，而且在某些情况下，会影响近井眼区域固结。有些地层可能还含有悬浮粘土和细颗粒或可运移材料，如高岭石粘土，碎岩屑，焦沥青和无水石膏。这些问题中的许多情况可以通过欠平衡钻井技术或合理的采用油基或抑制性水基钻井液的过平衡钻井技术来解决。

3、具有液-液敏感性的地层

欠平衡钻井可以防止不相溶的钻井液滤液侵入地层，从而消除侵入滤液与地层盐水或原油发生有害反应。其中的一种有害反应是高粘水包油乳化剂钻井液被圈闭在近井眼区域。另外的有害反应包括：由于油基钻井液侵入油气藏原油引起脱沥，从而导致渗透率的降低；由于不相溶的水基钻井液滤液和地层盐水混合而导致地层胶合和固体物沉淀。正确的地质化学试验和相溶性试验可以消除大多数常规过平衡钻井过程中遇到的这种问题。然而，在特殊情况下，应首先采用欠平衡钻井来避免将具有潜在有害反应的材料引入地层。

4、具有潜在自吸能力的地层 由于有害的相对渗透率效应，近井眼区域的水或烃形成永久性圈闭，从而导致地层产量的降低。如果使用了错误的钻井液基液，欠平衡钻井会由于自然的对流自吸效应而使这一问题更加恶化。然而，合理设计的欠平衡钻井工艺可以成为一种减轻与钻井液保留和圈闭效应相关的潜在问题的有效途径。利用一种非湿性流体作为欠平衡钻井作业的基液，如果欠平衡钻井条件得以维持，那么就可以防止自吸和降低相圈闭的可能性。从而可以防止钻井液基液进入地层而直接产生驱替和圈闭。

5、油藏性质高度易变的地层

在油气藏渗透率、孔隙度或孔隙喉道尺寸的分布上呈现出很大差别的高度层状地层或大量沙岩或碳酸盐地层代表了设计有效过平衡钻井液体系的主要挑战。在这些情况下，为了获得预期的主要产量，通常设计的过平衡体系用来保护质量较好的那部分基岩。而这有可能对其它部分的潜在高产油气层造成严重损害。在其中的某些情况下，利用欠平衡钻井工艺可以从目标层段获得更加均匀的开采。

6、具有活跃的地下水并且对水锥进敏感的地层

在这样的地层如果采用过平衡钻井，那么钻井液会侵入地层，引起水锥进效应，并且在完井后的试油作业过程很容易向水层打开通道，给今后的开采带来麻烦。而欠平衡钻井，由于井底压力低于地层孔隙压力并且不需要试油作业，所以可以降低或避免以上问题的发生。

7、低钻速地层

对于某些硬地层来说，利用欠平衡钻井和利用过平衡钻井相比，机械钻速可以提高10倍，从而减少了钻井时间和相关费用。在有限的几种情况下，欠平衡钻井的主要目的是提高机械钻速而不是避免地层损害。2.1.2 不适合欠平衡钻井的地层

1、高压和高渗透率相结合地层

从地层损害观点看，虽然埋藏较深的高压，高渗透率地层代表了欠平衡钻井最具可能性的地层之一，但是在地面可能出现安全和井控问题。井底压力高于21.7MPa，特别是在气层中，更适合常规的旋转钻井设备和旋转控制头。在这种情况下，由于地面额定压力非常大，所以采用连续柔管钻井可能更合适。相反，如果需要的地面注入压力较高，那么蓄积在地面连续管柱中的大量压力流体也会带来不安全因素。

2、受压力约束的地层

通常,具有不同压力的多个产层的油气藏或在给定的目的层中存在明显的压力变化的油气藏，是不适合采用欠平衡钻井的。

3、常规地层

大多数地层可以从完美的欠平衡钻井设计和执行中受益，但欠平衡钻井比常规的过平衡钻井昂贵得多，并且存在一定的风险和问题。对常规地层来说，如渗透率低于0.5μm2的均匀晶间地层以及具有较低的岩石（流体和流体）流体敏感性的地层，设计合理的过平衡作业与价格昂贵、风险较大的欠平衡作业相比，可以产生相当的或更好的效果。2.1.3 油气藏筛选程序

对于直井或水平井的欠平衡钻井来说，筛选合理的油气藏是非常必要的。通过研究油气藏的构造图以及收集和分析相关的数据，可以描述出油气藏为均质油气藏还是非均质油气藏。需要提供和研究的油气藏数据参数包括油气比原油的API密度、平均孔隙度、平均渗透率、地层体积指数、压力、温度和含水量。另外，油气藏的构造资料、注水、注气以及原油粘度都在“区分油气藏特征”方面起着一定的作用。在油气藏筛选问题上，应该由一个有钻井工程师、油藏工程师、地质学家、地球物理学家、岩石物理学家、采油工程师、欠平衡钻井专家、安全专家、经济师等组成的多学科工作组来完成。多学科工作组在进行这项工作时，必须仔细考虑一个用于单个油气藏筛选的详细筛选程序。这个筛选程序为[8]：

1、用简单的欠平衡钻井技术能否完成这口井；

2、以我们现有的数据能否证明欠平衡钻井技术在此油气层中优于过平衡钻井技术；

3、用欠平衡钻井技术潜在的风险和事故；

4、该地层能否承受住压力降低而不坍塌；

5、欠平衡钻井技术与长期的油气层优选相比较费用是否划算；

6、多学科工作组是否对油气藏已经做了足够的研究工作；

7、初始油井设计是否能满足油气藏开发标准；

8、现有的井控设备能否满足预期的油气层条件。

第2章

欠平衡钻井关键技术

2.1 欠平衡钻井液技术

欠平衡钻井液技术是能否实现欠平衡钻井的关键技术，是实施欠平衡钻井的主要内容。采用流钻时不需要向钻井液中加入时密度降低的外加剂，也不需要由此而必备的的辅助设备和外围辅助设备，因而钻井成本较低。采用人工诱导方式产生欠平衡条件，有两种实现方法。第一种是直接用低密度的空气、雾化、泡沫等钻井液；另一种是往钻井液基液中注入一种或多种不凝气，以降低钻井液密度，实现欠平衡钻井的目的。采用这种方式，需要在在钻井液中加入减轻剂和使用减轻剂制备与充入设备，以及对返出钻井液进行处理的外围设备，钻井成本较高。2.1.1 选择欠平衡钻井液体系应考虑的问题

选择欠平衡钻井液十分重要，选择钻井液时要根据所钻欠平衡井的类型、井身结构、储层物性、孔隙压力等来综合考虑选择合适的欠平衡钻井液。还要考虑钻井液基液本身的物理性质，比如粘度效应低、无腐蚀性、毒性低等。

1、钻井液可实现的最低密度

于开发特定的储层，其孔隙压力基本是已知的，所以实现欠平衡过程中欠压值确定的情况下，所需要的钻井液密度就确定了。而对于探井实施欠平衡，由于目前还没有一种能准确预测 地层孔隙压力的方法，给出的地层孔隙压力只是个参考值，而欠平衡钻井的核心就是钻井液的液柱压力要低于地层孔隙压力，这就要求选择的欠平衡钻井液体系的密度在一定范围内可调，特别是可实现的最低密度要比给出的地层孔隙压力系数要低，已知实际地层压力系数低于预测的地层压力系数时，可以降低钻井液的密度，实现欠平衡。

2、钻井液稳定井壁的能力

实施欠平衡钻井的前提是井壁要稳定，开发井储层比较明确，技术套管可以下到储层的顶部，而探井储层不明确，而且可能勘探的还是多个层，加之地层的孔隙压力不是很准确，在实际实施过程中，能否真正实现欠平衡还不是很清楚。除非在确切知道所实施的欠平衡井段十分稳定的前提下，可以不考虑井壁的问题，否则，在含有大段泥岩地层实施欠平衡钻井，就要考虑欠平衡过程中的井壁稳定问题。

欠平衡井壁稳定的问题，实际上就是在确定了的负压差条件下，实现欠平衡时钻井液的液柱压力是否高于欠平衡段地层的坍塌压力，如果实现欠平衡时钻井液的液柱压力是高于欠平衡地层的坍塌压力，那么井壁就是稳定的；否则，井壁就要失稳，换句话说，这个层段就不合适实施欠平衡钻井。在液柱压力高于地层的坍塌压力条件下，就实现了井壁的力学稳定，而在欠平衡实施过程中，特别是在低渗透水润湿储层（气层）实施欠平衡钻井时，水基钻井液会因对流自吸作用而滤失到近井眼，也可能引起井壁的不稳定问题发生。所以在选择欠平衡钻井液时也要考虑化学稳定井壁的问题。

3、欠平衡钻井液的携屑能力

安全钻井的前提就是钻井液要把钻头所破碎的钻屑有效的携带出来，欠平衡钻井也是一样，而且欠平衡钻井的机械钻速相对较快，欠平衡钻井液的携带问题显的更为重要。有的地层很稳定，使用清水可以实施欠平衡，而且可以采用提高排量来满足携屑能力，又会产生钻井液冲刷井壁，引起井径扩大。所以这就要欠平衡钻井液要有较好的流变性，即要有较好的携屑能力，满足欠平衡钻井安全施工的需要。

4、欠平衡液与地层产出物的相容性

[22]

在欠平衡钻井作业中，如果确实达到欠平衡钻井条件，地层中的油、气、水等单一或其混合物将从地层流入井眼并与循环的钻井液接触。这样，就会对欠平衡钻井液产生稀释降粘或增粘等作用，所以在选择欠平衡钻井液的时候要充分考虑欠平衡钻井液与地层产出物的相容性问题。

而在有的井实施欠平衡作业时，使用的是乳化钻井液，特别是在实施油层欠平衡钻井作业时，如果没有选择好合适的乳化剂，储层的原油侵入井眼后会产生高黏度的稳定的乳化物，导致钻屑分散性差，钻屑积聚和卡钻。在选择表面活性剂时还应十分谨慎，防止当钻井液漏失到地层中引起地层润湿性发生变化。

另一个要防止的问题是钻井液滤液与地层水相互作用产生结垢和沉淀物，也就是钻井液与地层水不配伍的问题。如果是充气钻井，在注入气中含有CO2，CO2溶解在产出或循环液的油中，在高的井底压力下会产生沥青。

5、防腐问题

如果使用充气，盐水钻井液等来实施欠平衡作业，就存在腐蚀的可能性，若地层中产出的气体中含有H2S，腐蚀问题会更加严重，容易产生氢脆问题。这就需要对欠平衡钻井液进行评价，采取加入除氧剂、除H2S剂等，还要仔细分析评价游离气、溶解气和地层水等。

6、对流自吸作用

如果欠平衡钻井作业在低渗透水润湿的储层中进行，毛细管压力作用可能导致地层损害，即便是在连续的欠平衡条件下，因水基钻井液的对流自吸作用而使钻井液滤失到近井眼带。这一问题可通过在钻井过程中全面脱除液体介质或选择非润湿液作为基液来解决，如选择柴油，稳定的凝析油和植物油等。选择非润湿性流体作为基液，是减轻对流自吸作用把侵入损害降低到最低程度的唯一方法。

7、对测井和录井的影响

选择欠平衡钻井液时还要考虑钻井液对测井和录井是否有影响，在可能的情况下，选择的钻井液应对测井和录井无影响或影响达到最小。

8、钻井液的经济性和安全性

在考虑了以上选择欠平衡钻井液的因素外，还要充分考虑钻井液的成本及使用过程中的安全性问题。

2.2 欠平衡钻井井底压力控制技术

井底压力控制时欠平衡钻井成功的关键，如果井底压力控制不当，会造成过压钻井，导致油气层污染，从而降低油气产能，甚至引起井漏等井下复杂事故，影响整体勘探开发的效果。井底压力影响因素分析: 可能造成井底压力波动的因素有：①地层参数和井筒几何尺寸；②钻井液参数和注入气体类型；③泵排量和气体注入速度；④随钻气液产量；⑤地面控制程序（主要是节流阀开度）；⑥注气方式；⑦起下钻、接单根和修理设备等操作。

1、地层参数和井筒的几何尺寸

地层压力是欠平衡钻井过程中首先要搞清楚的最基本压力，一切欠平衡的压力计算建立在这个压力基础之上。其他地层参数，如坍塌压力、破碎压力、岩性、产层等参数是设计井底负压值和井口回压的重要依据。井筒的深度、井径和井身结构是计算环空静液柱压力、环空循环压力损耗的稳定参数。

2、钻井液参数和注入气体类型、方式

由于地面上对返出钻井液中的油气进行了充分的分离，因此钻井液性能对压力波动的影响很小，除非人为地对钻井液性能进行调整。注入气的类型影响，主要是指所注入气的性能参数，它影响了井底压力的计算，如果注入气溶于钻井液，会影响钻井液的性能。同样，注入方式不同，所产生的效果不同，主要反映在钻井液柱压力的大小上。

3、泵排量和气体注入速度 泵排量是主要影响因素，它的变化反映在泵压、套压得变化上。影响着Pm、Pf、Pacc、Pt的变化。在欠平衡钻井中，气体在井眼内占据的体积和相应的流动循环摩阻对井底压力的大小影响很大。前者使井底压力下降，后者使井底压力增加，二者相互影响、制约，又会影响地层流体进入井眼气体的流量，这说明在给定的欠平衡钻井条件下，环空气量降低井底压力存在一个极限值——最佳注气量。①钻井液排量一定时，井底压力随着环空气量的增加而下降，但有一个极限值②一般而言，排量越小，井底压力的下降幅度越大。③环空气量一定时，井越浅，井底压力降低幅度越大，说明浅气井的井控问题突出。

4、随钻气液产量

这是一个很难精确控制的因素，但却对井底压力有重要的影响，上文说到它是设计井底负压值和最大井口回压的主要依据，同时也是在钻进过程中调节井底负压值的参考依据之一。在钻进过程中可以调整，最简单的办法是根据地面产量的测量数据，考虑影响因素，根据产层渗流方程进行回归分析。

5、起下钻、接单根和修理设备等操作

在起下钻、接单根和修理设备操作时，循环被终止，此时，在不同欠平衡工况条件下，由于没有摩擦压力损失，井底压力都会发生不同程度的变化。

（1）接单根

接单根时，井底压力下降，井底负压值增大，产油气量增加，其产出量取决于井眼类型、产出率等因素。在较长裸眼段的水平井内，过多的产液量引起钻井液分离，从而在较低部位引起静液压力变化，可能导致过平衡状态或负压增加。重新循环时，摩擦压力作用于井底，因液流加速度而增加，可能会导致压力激增。特别是钻杆注气，井底压力波动较大。采用环空注气在接单根时，如果环空关闭，井筒上部钻井液出现分离；如果环空开放，由于产出液的渗入，液柱压力增加幅度不大。因此，可保持适度的连续气量注入以避免压力激增。与钻杆注气不同的是，环空注气时井底压力取决于上部液体及注气速度。

（2）起下钻速度

6.Java线程及多线程技术及应用 篇六

创建方式： 1 继承java.lang.Thread类 2 实现java.lang.Runnable接口

线程体：public void run方法，其内的程序代码决定了线程的行为和功能。

线程启动： public void start () , 线程启动后，需要获取cpu才能自动调用run运行。

线程休眠： public void sleep(long ms), 线程将暂停，放弃cpu

2、利用继承Thread类创建线程的示例

package com.px1987.j2se.thread.base;

/**通过Thread类实现多线程 定义一个Thread的子类并重写其run方法.*/

public class MyThread extends Thread {

@Override

public void run() {

while (true) {

System.out.println(invoke MyThread run method);

}

}

public static void main(String[] args) { // main方法测试线程的创建与启动

MyThread myThread = new MyThread(); // 实例化MyThread的对象

myThread.start(); // 调用myThread对象的start方法启动一个线程

}

}

3、利用实现Runable接口创建线程的示例

package com.px1987.j2se.thread.base;

/**通过Runable接口实现多线程 定义MyRunable类实现Runnable接口,并实现接口中的run方法。*/

public class MyRunable implements Runnable {

public void run() {

while (true)

System.out.println(invoke MyRunable run method);

}

public static void main(String[] args) { // main方法测试线程的创建与启动

// 建立MyRunable类的对象，以此对象为参数建立Thread类的对象

Thread thread = new Thread(new MyRunable());

thread.start(); // 调用thread对象的start方法启动一个线程

}

7.zigbee技术及应用 篇七

1 系统概述与组成

系统采用先进的Zigbee2.4GHz无线通讯技术, 光缆、CAN总线及RS485总线数据传输技术, 结合数据库、组态软件、多进程、多线程和图形处理等技术, 提供稳定、实时性强、高效、可靠的数据采集、存储、管理、分析等功能, 使用户获取了丰富的统计、图表、打印信息, 并对井下人员的分布情况、行走路线等有了迅速的了解。

地面定位监测、考勤软件系统、定位设备系统组成了Kj236矿井人员定位考勤系统。由监测定位软件、考勤信息录入软件、B/S终端软件等共同构成了地面定位监测、考勤软件系统。定位设备则由JA-DZ02-20信号避雷器、Kj236-F传输分站、Kj236-D无线读卡器、Kj236-K无线识别卡、无线检测改号仪及Kj236-J数据传输接口构成。

2 系统的主要功能

(1) 双向通讯功能:系统可实现地面中心站与识别卡双向通信功能。识别卡可向中心站发送紧急报警通知, 中心站可寻呼识别卡。在采掘平面图可对井下人员的位置实时显示。

(2) 信息查询和人员轨迹功能:可查询指定任何时间内人员的活动轨迹, 可以查询当前井下人员的数量及分布情况。

(3) 信息录入功能:管理员有权限对单位人员和部门信息进行录入、修改和删除, 还可以定义、灵活分配班次。

(4) 报警功能:井下人员如果遇到危险可以使用求救报警, 系统会进行实时警报, 其警报方式包括弹出窗口、语音提示等。通过对相应工种的下井时间的设置, 对超时人员会发出警报, 并提示相关人员的信息。

(5) 丰富的井下考勤功能:能对指定人员在指定的时间内的下井数量和下井时长进行查询。同时, 依据下井时间的不同规定来判断下井有效与否。可以直接导出EX-CEL表格, 直接使用。

(6) 紧急求救功能:发生紧急事件, 矿工发出求救信号以后, 系统可以立即提供准确的逃生线路, 从而最大限度地保证救援。

3 Zigbee技术

Zigbee技术是一种双向无线通讯, 在短距离、低功耗且低传输速率的各种电子设备之间进行数据传输时用的比较多。由于Zigbee技术近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本等特点使他还应用于有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输。

IEEE802.15工作组负责制定网络标准, 此标准被称为802.15.4 (Zigbee) 技术标准。以下介绍的是Zigbee技术的特点。

(1) 低功耗:Zigbee设备非常省电, 归功于它的低传输速率, 仅为1m W, 而且采用了休眠模式。通过估算, 只需要两节5号电池Zigbee设备的使用时间就可以维持长达0.5~2年左右, 这是其它的无线设备是不可比拟的。

(2) 成本低:Zigbee模块的初始成本约6美元, 预计短时间内就会降至1.5~2.5美元, 且Zigbee协议没有专利费。低成本也是Zigbee技术一大优势特点。

(3) 时延短:休眠激活仅15ms的时延, 搜索设备只有30ms的时延, 活动设备信道接入有15ms的时延。无论通信时延还是休眠激活时延都是非常短, 所以, 对时延要求极为严格的无线控制 (如工业控制场合等) 适合用Zigbee技术。

(4) 网络容量大:一个主设备和254个从设备是一个星型结构的Zigbee网络可容纳的最大量, 一个区域内同时存在的Zig Bee网络最多可有100个, 同时还有灵活的网络组成。

(5) 可靠:采取了碰撞避免策略, 同时预留了专用时隙给需要固定带宽的通信业务, 使发送数据的冲突和竞争得以避免。MAC层采用的数据传输模式是完全确认过的, 发送的每一个数据包都必须经过接受方的确认。传输过程中如出现问题, 可再次发送。

(6) 安全:Zigbee提供了基于循环冗余校验 (CRC) 的数据包完整性检查功能, 支持认证和鉴权, 使用了AES-128的加密算法, 可对各个应用的安全属性进行灵活确定。

4 Zigbee技术在Kj236协议中的应用

低功耗Zigbee无线读卡器通常由四部分组成, 分别是传感器模块、无线通讯模块、处理器模块和供电模块组成。低功耗无线通信芯片及其外围电路是无线通讯模块的主要组成。软件上运行相应的通信协议, 提高发射功率, 改善接收机的灵敏度, 保准通信距离。

系统主要采用CC2430/CC2431芯片, 它集成符合IEEE802.15.4标准的2.4GHzd的RF无线电收发机, 采用一颗工业级小巧、高校的8051控制器, 其休眠模式和转换到主动模式的超短时间特性很适合井下煤矿环境。

参考文献

[1]胡娟.基于ZigBee的井下人员定位与通信系统设计[J].煤炭工程, 2010 (4) :16-17.

[2]郭娟, 王建.IP协议在KJ236人员定位考勤系统中的应用[J].煤炭科技, 2012 (4) :34-35.

[3]李明学, 展影清, 田由辉, 等.基于ZigBee的井下人员定位系统的研究[J].机械制造与自动化, 2013, 42 (3) :121-123.

8.zigbee技术及应用 篇八

关键词：Zigbee　电梯　远程监控

中图分类号：TM937　文献标识码：A　文章编号；1674-098X(2012)01(c)-0027-02

1　引言

随着社会的进步，经济的快速发展，我国电梯的保有量呈现爆发式增长的局势。截至2010年底，我国电梯的数量达到160万台左右，并且还在以每年20％以上的速度快速增长。电梯作为特种设备之一，在人们日常生活中发挥着越来越重要的作用。但由于种种原因，电梯的安全事故不断发生，如北京“7.5”北京地铁自动扶梯事故，使得电梯安全问题越来越受到社会各方面的广泛关注。作为电梯的监管部门，如何找到经济有效的技术手段，对电梯实施安全监管，成为摆在监管部门面前的一个重要课题。

2　Zigbee技术简介

ZigBee技术是一种近距离、低复杂度，低功耗、低速率、低成本的雙向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。

简单的说，Zigbee是一种高可靠的无线数传网络，类似于CDMA和GSM网络。Zigbee数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展。zigbee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，在整个网络范围内，每一个Zigbee网络数传模块之间可以相互通信，每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。与移动通信的CDMA网或GSM网不同的是，Zigbee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立，因而，它必须具有简单，使用方便，工作可靠，价格低的特点。而移动通信网主要是为语音通信而建立，每个基站价值一般都在百万元人民币以上，而每个Zigbee“基站”却不到1000元人民币。每个Zigbee网络节点不仅本身可以作为监控对象，例如其所连接的传感器直接进行数据采集和监控，还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料。除此之外，每一个Zigbeo网络节点(FFD)还可在自己信号覆盖的范围内，和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点(RFD)无线连接。

Zigbee网络通常由三种节点构成：Coordinator：用来创建一个Zigbee网络，并为最初加入网络的节点分配地址，每个Zigbee网络需要且只需要一个Coordinator；Router：也称为Zigbee全功能节点，可以转发数据，起到路由的作用，也可以收发数据，当成一个数据节点，还能保持网络，为后加入的节点分配地址；End Device：终端节点，通常定义为电池供电的低功耗设备，通常只周期性发送数据，不接收数据。

3　Zigbee技术在电梯远程监控中的应用

如上图1所示，电梯远程监控选用串口转无线的Zigbee数据传输模块DRF1605H，其无线传输视距最大可达1.6公里。该模块可以自由设置为从模块或主模块，从模块用于从电梯终端设备采集数据并通过Zigbee方式发送至主模块，主模块用于接收数据。主模块接收的数据通过RS232转TCP/IP模块进入互联网，监控中心通过互联网访问联网电梯设备状态信息，从而实现电梯的远程监控。

4　监控数据的传输

电梯远程监控的信息由电梯运行信息、层站信息，安全回路状态信息。故障状态信息、消防状态信息等。Zigbee的数据传输有透明传输和点对点传输两种方式，这里选择用点对点传输方式。此方式适用于任意节点间数据传输：数据传输的格式为：OxFD+数据长度+目标地址+数据。如发送：FDOA14 3E01 02 03 04 05 06 0708 09 10

其中，FD：数据传输指令

0A：数据区数据长度，共10个字节

14 3E：目标地址

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10：数据

接收数据格式：0x FD+长度+目标地址+数据+源地址

如接收到的数据为：FDOA14 3E01 0203 04 05 06 07 08 09 1050 F5

其中，FD：数据传输指令

0A：数据区数据长度，共10个字节

14 3E：发送方的目标地址，接收方本身地址

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10：数据

50 F5：发送方源地址

5　结语

9.激光焊接技术的应用及发展 篇九

题目：激光焊接技术的应用及发展班级：姓名：学号：

激光焊接技术的应用及发展

高伟

（沈阳工业大学 材料科学与工程学院 辽宁 沈阳）

摘 要：激光焊接作为一种新型的焊接方法，已经在越来越多的领域得到广泛的应用。本文对激光焊接技术的概况、国内外激光焊接技术的研究现状、激光焊接技术的应用、激光焊接技术的发展等方面进行了综述。希望对激光焊接技术的应用和发展有一个比较全面的了解。

关键字：激光焊接技术 应用领域 发展

Abstract: As a new technology, laser welding is widely applied in mangy fields.The general situation of laser welding technology, the research situation of domestic and foreign laser welding technology, application of laser welding technology and the development tend of laser welding technology are summaries in this paper.Through this paper we get a quite comprehensive understanding to the laser welding technology application and development.Key words: laser welding, application fields, development 引 言

激光焊接作为一种新型的焊接技术已被广泛的应用于IT、医疗、电子、汽车、机械和航天等行业，为优质、高效、无污染和低成本的现代加工生产开辟了广阔的前景。由于具有很高的适应性、很强的加工能力以及更加先进的质量检测手段，激光焊接在许多行业已经逐步取代了一些传统的焊接技术。

1激光焊接技术的概况

目前激光焊接是激光工艺技术应用的核心内容,同样是目前大力发展的一种焊接技术。一些国外发达国家早已将激光焊接技术应用于工业生产方面,而国内在开发激光焊接技术的时候,州门还要拟定起一个匹配于我国工业的发展规划书。随着工业制造的持续发展,高效的加工技术将会是未来工业发展的必然趋势,而激光焊接则符合这一发展趋势。通过长期实践我们总结出,激光焊接在加工业的应用面非常宽,激光焊接术较之常规焊接技术其焊接品质更高,月加工更有效率。

激光焊接的特点是被焊接工件变形极小,焊接深度/宽度比高,热影响区小,因此焊接质量比传统焊接方法高,它们在工业上的应用越来越广泛。激光焊接还具有不受磁场的影响,不局限于导电材料,不需要真空的工作条件并且焊接过程中不产生X射线等优点。随着制造部门把自动化技术应用到焊接过程,激光和计算机控制的结合能够更好更精确地控制焊接过程,从而提高产品质量。保证激光焊接的质量,也就是激光焊接过程监测与质量控制也已成为激光利用领域的重要内容,包括利用电感、电容、声波、光电等各种传感器,通过电子计算机处理,针对不同焊接对象和要求,实现诸如焊缝跟踪、缺陷检测、焊缝质量监测等项目,通过反馈控制调节焊接工艺参数,从而实现自动化激光焊接。激光可以用于对很多材料的焊接,碳钢、低合金高强度钢、不锈钢、铝合金和钛合金等都可以用激光进行焊接。一般来说,激光焊接的速度跟激光功率成正比,也受到工件的材料类型和厚度的影响。激光焊接的应用也随着激光焊接技术的发展而日趋广泛,目前已涉及航空航天、武器制造、船舶制造、汽车制造、压力容器制造、民用及医用等多个领域。2激光焊接技术的研究现状

目前,国内一些激光设备与生产单位主要生产kW级的CO2激光设备和1 kW以下的固体YAG激光设备。对激光焊接研究主要集中在激光焊接等离子体形成机理、特性分析、检测、控制、深熔激光焊接模拟、激光-电弧复合热源的应用、激光堆焊、超级钢焊接、水下激光焊接、宽板激光拼焊、填丝激光焊、铝合金激光焊、激光切割质量控制等。

清华大学彭云等人分析了超细晶粒钢的焊接性及激光焊接的特点,进行了400 M Pa和800 M Pa 2 种超细晶粒钢的激光焊接试验,并与等离子弧焊接、MAG焊接进行了比较。无论是碳钢或经合金强化的高强度钢,还是通过特殊冶金加工的高强度钢,在快速加热和冷却的激光焊条件下,一方面接头的硬度大大高于母材,使接头易产生裂纹;另一方面激光的再热作用使HAZ出现软化区。目前,对于高强度钢激光焊接性方面的研究还不足,其应用还缺少更多的数据,需进一步深入研究。

相关资料显示,激光的高能量密度不但可以融化金属,且还能够将金属完全汽化,而金属在气化后与激光束接触,就会出现等离子体。等离子体可以吸收激光束,同时还能够将激光进行反射,这样就会导致光斑聚焦发生偏移,这在很大程度上都影响着激光的焊接质量。因此控制等离子体,尉罢在激光焊接技术的主要问题。近年来国外开发了激光摆动法,其理论为将光束沿悍接方向反复摆动,时间在匙孔出现后和等离子体出现前,这样有效的防止了等离子体的出现。而相关资料显示,等离子体的内质密度为影响激光束传输的核心要素,其可以经磁场辐射遏制等离子体对激光束的屏蔽效应。

另外,我们还进行了一些难熔金属的焊接,如钨、钥、祖等,这些金属的熔点都在2600℃以上,用传统的焊接方法成品率低且质量不能保证,用激光焊接不仅工艺简单,而且成品率均在98%以上。对熔点温度相差很大的两种不同的金属进行激光焊接,例如铜和铁、钢和金、铬和钦、铁和钥、镍和铂等,都可收到很好的效果。激光焊接作为一种特殊的焊接工艺,正逐渐被人们所认识和使用,随着我国改革开放的不断深入,激光焊接技术一定会得到瞩目的发展。

3激光焊接技术的应用

伴随工业激光器的研发以及相关学者对焊接技术的研究,目前此技术已被广泛应用。不过因成本问题,应用激光焊接的基本都是量产焊接的行业,七以口造船业以及汽车制造业等等,同时很多投资较大的特殊行业也会应尾激光焊接技术。在欧美地区,激光焊接已被汽车业以及金属加工业所广泛应用二而在中国,激光焊接术还仅仅被应用在电气等工业。现阶段很多发达国家的主要绍齐来源都要依附于汽车工业,很多发达国家平均每年的汽车出产量少则数千万计,所以,制造技术的完善及发展,始全绪日是相关学者的主要研究课题。利用激光焊接技术,能够有效的控制车体的质量,而且还在很大程度上提高了车身的强度,最主要的是降低了汽车的生产成本。

近年来激光焊接技术已应用于造船领域,一般的船用板材都需要达到一定的厚度,且焊缝较长,所以焊接后的翘曲以及变形为造船业的一大问题。相关资料显示,通过普通焊接工艺,大概有四分之一的工作量都应尾到了船板的整型中。因为激光焊接有较高的能量密度,同时光斑范围较小,热影响范围较常规的弧焊要小很多,焊后无显著的变形从而激卿旱接技术十分适用于造船业。通过激光对塑料施焊,在发达国家已是非常成熟的技术,而此技术在国内正处于发展中。常规塑料焊接基本都是以高频焊、热熔焊以及振动摩擦焊为主,上述焊接技术难以达到那些结构繁琐、加工精度高领域白舫目关要求。3.1激光焊接技术在汽车制造上的应用

工业上的激光焊接技术是目前激光工业中的第三大领域,在当今社会中已有大幅度的增长和广泛的应用。特别是在制造业的汽车产亚上,车身的部件大部分采用了激光的焊接技术,已取代我国传统的电阻电焊技术。激光焊接技术在国内外都有广泛的应用。例如日本本田汽车车门框和各种材料上的激光焊接。美国的福特汽车的中央门柱焊接技术。通过几个案例可以表明激户己焊接技术在汽车车身的制造上是非常可取的。激光技术不断随着社会改革发展而增加扩大范围,激光在工业上的用途也有了大幅度的提升。德国奥迪、奔驰、大众、瑞典的沃尔沃等欧洲的汽车制造厂早在20世纪80年代就率先采用激光焊接车顶、车身、侧框等钣金焊接,20世纪90年代美国通用、福特和克莱斯勒公司竟相将激光焊接引入汽车制造,尽管起步较晚,但发展很快。意大利菲亚特在大多数钢板组件的焊接装配中采用了激光焊接,日本的日产、本田和丰田汽车公司在制造车身覆盖件中都使用了激光焊接和切割工艺,高强钢激光焊接装配件因其性能优良在汽车车身制造中使用得越来越多。激光焊接还广泛应用到变速箱齿轮、半轴、传动轴、散热器、离合器、发动机排气管、增压器轮轴及底盘等汽车部件的制造,成为汽车零部件制造的标准工艺。应当看到我国一些汽车制造厂家已经在部分新车型中采用激光焊接技术,而且从激光焊接技术本身研究的角度看,我国一些科研院所在一些具有特色的领域取得了具有特色的成果。随着我国汽车工业的快速发展,激光焊接技术一定会在汽车制造领域取得丰硕的成果和广泛的应用。

在电子工业中对激光焊接技术需求也是必不可少的。主要应用在显像管的电子枪,且在这方面上获得不错成绩,在日本的东芝公司中已成功的将焊接显像电子枪装配到线上。我国有几个厂家也应用了,华中理工大学所研发出来的激光焊接电子枪设备。另外,激光的焊接在续电器、电路引线、计算机配件中获得较大成功。3.2塑料激光焊接的应用

激光焊接是一项无振动焊接技术,因此它特别适合用于鼠标、移动电话、连接器等加工精密的电子元器件,以及那些需要以更清洁的方式来熔接的复杂部件,例如含有线路板的塑料制品、医疗设备等。在汽车工业中,激光焊接塑料技术可用于制造很多汽车零部件,激光还可以将塑料薄膜焊接在一起,操作过程可以完成的非常快。

塑料激光焊接技术是一种变革性的短流程、数字化、知识化、绿色环保、先进的近净成形新技术，正在成为激光焊接领域的一个热点；它具有成本低、速度快、加工方便、原材料适用范围广、实现精密数控容易、结合性和工艺性好等许多优点$并且以其十分独特的技术和经济优势弥补了常规塑料连接方法的不足。在未来几年，中国将有可能成为全球最大的塑料产品市场要使激光焊接技术在塑料材料高品质，高附加值的加工领域获得应有的地位，这样塑料激光焊接技术所带来的巨大经济效益和社会效益是毋庸置疑的。3.3激光焊接在船舶制造上的应用

船舶制造中，钢板从储存、运输到下料切割、装配焊接等一直是增加变形的过程，特别是焊接，钢板变形影响很大。很多船厂花费大量人力物力用于焊接变形的火工校正工作。据统计，单船焊接费用占到整个船体制造费用的30%以上。现在船东、船检对船舶的质量要求提高，特别是豪华游船，船体外观要求很光顺，而船厂为达此要求花费很高。而使用激光焊接，速度快，变形小，焊缝窄，光顺美观，节省了大量后续校正工作。激光焊接不仅是制造工艺上的变化，而且也带来了船体结构上的创新和变化。例如，美国在最新建造的新型船舶上广泛使用高强度、低合金钢的T形构件，通过激光焊接技术的采用，令船舶的重量大幅降低。船用复杂结构如“三明治”板、T型和I型结构等，传统焊接方法的热输人量大，易引起工件严重变形、热影响区性能下降等问题;此外“三明治”结构是在两层薄板间加不同形式的撑板来实现整体结构的强度提升和重量减轻，弧焊方法难以完成。采用激光焊接技术这些问题都可解决.激光焊接技术可改进船舶设计的理念、减轻船舶的重量、降低船舶制造成本等。在欧洲，激光焊接已应用于护卫舰、轻型巡洋舰、大型游艇的焊接，它能够提高板的有效载荷，满足轻型设计要求，同时具有较高焊接速度。3.4其他领域

在其他行业中，激光焊接也逐渐增加，特别是在特种材料焊接方面，我国进行了许多研究，如对BT20钛合金、HE130合金、Li-ion电池等激光焊接。德国玻璃机械制造商Glamaco Coswig公司与IFW接合技术与材料实验研究院合作开发出了一种用于平板玻璃的激光焊接新技术。

4激光焊接技术的发展

目前,在激光焊接技术研究与应用方面处于世界领先水平的国家有德国、日本、瑞士和美国等国。横流连续CO2激光加工设备的输出功率可达20kW,脉冲N d∶YAG激光器的最大平均输出功率也已达到4kW,并且实现了纳秒级的脉冲宽度。激光焊接能够实现的材料厚度最大已达80mm,最小为0.05mm,大部分材料的激光焊接质量均超过传统焊接工艺。激光焊接技术正朝着低成本、高质量的方向发展,具有很大的发展潜力和发展前景。可以预料,激光焊接工艺将逐步占据焊接领域的主要位置,并取代一些传统落后的焊接方法。5结束语

激光焊接技术是集激光技术、焊接技术、自动化技术、材料技术、机械制造技术及产品设计为一体的综合技术。汽车工业的发展对焊接质量提出了更高的要求。激光焊以其高能量密度、深穿透、高精度、适应性强等优点,在汽车工业中充分发挥了其先进、快速、灵活的加工特点,不仅在生产率方面高于传统焊接方法,而且焊接质量也得到了显著的提高。激光焊接技术发展到今天,其逐步取代电弧焊、电阻焊等传统焊接方法的趋势已不可逆转。在未来的21世纪中,激光焊接技术在材料连接领域必将起到至关重要的作用。

随着技术和工艺方法的不断进步,激光作为非接触柔性制造工具的特性将体现得更为明显。激光制造必然成为便捷高效、绿色环保、节能降耗的先进制造技术,促进我国工业领域的技术进步和产品技术改造,满足国民经济尤其是制造业的发展需要。

参考文献

10.无损检测技术及应用研究 篇十

要】随着科学技术的发展，无损检测技术在人们日常生活和工作中发挥着越来越重要的作用，在食品安全、工业生产和医疗诊断等检测中有着广泛的应用。分析了射线检测、磁粉检测、超声检测3种无损检测方法，并阐述了这些检测技术在医学上的应用。

【关键词】无损检测医疗诊断医学应用

0引言

随着科学的发展和社会的进步，现代化生产的规模越来越

大，照在物质上时，仅一部分被物质所吸收，大部分经由原子间检测时，X射线穿过待检材料到达光隙而透过，穿透能力很强。电探测器;如果遇到裂缝、气孔和夹渣等缺陷，光电探测器根据光源的变化检测出缺陷部位。

射线检测不但能较直观地显示工件内部缺陷的大小和形状，还能测定材料的厚度，因而易于判定缺陷的性质。但是这种方法检验速度较慢，只宜探查气孔、夹渣、缩孔、疏松等体积性缺陷，而不易发现间隙很小的裂纹和未熔合等缺陷以及锻件和管、棒等型材的内部分层性缺陷。

长期实验表明，过量的X射线会使人体的免疫力下降，并必须采取相应的诱发疾病。因此为防止X射线对人体的伤害，

防护措施。比如检测时工作人员需穿防护服，检测设备也应该进行隔离和屏蔽。

X射线在医学检测上有广泛的应用，可以进行医疗诊断，主要是依据X射线的穿透作用以及差别吸收。由于X射线穿过人体时，会受到不同程度的吸收，通过人体后的X射线量就不一样。这样便携带了人体各部密度分布的信息，通过接收器引起的荧光作用或感光作用的强弱差别，(经过显影、定影)将显示出不同密度的阴影。根据阴影浓淡的对比，结合临床表现、化验结果和病理诊断，即可判断人体某一部分是否正常。

X射线还可应用于治疗，主要依据其生物效应。应用不同能量的X射线对人体病灶部分的细胞组织进行照射时，即可使被照射的细胞组织受到破坏或抑制，从而达到对某些疾病，但另一方面，它对正常机体也有伤害，特别是肿瘤的治疗目的。

因此不宜在短期内作多次重复检查或治疗，避免过多的医疗照射。

CT是在X射线检测基础上发展起来的，它的研制成功被誉为自伦琴发现X射线以后，放射诊断学上最重要的成就。CT(computedtomography)即电子计算机X射线断层扫描技术的简称，又称X线CT，可清晰地呈现出人体内器官。

CT扫描的工作程序是用X线束对人体某部位一定厚度的层面进行扫描，X线管装在患者的上方，绕检查部位转动。由探测器接收透过该层面的X射线，反映出人体各部位对X射线吸收的多少。X射线转变为可见光后，由光电转换变为电信号，再经过A/D转换器转为数字信号，最后输入计算机处理，将人体各部位的图像在荧屏上显示出来。

CT扫描图像是层面图像，常用的是横断面。图像以不同的

大，管理的方法和形式也趋于多样性，人们对于产品质量的要求也逐渐提高。常规的检测参数、检测手段和检测仪器如今已难以满足现代的生产、生活需求。从一般的单参数测量到相关多参数的综合自动检测，从参数的量值测量到参数的状态估计，从确定性的测量到模糊的判断等等，已成为当前检测领域中的发展趋势，正受到越来越广泛的关注，从而形成了各种新的检测技术和检测方法，这些技术和方法统称为现代检测技术。

伴随着现代检测技术的发展，无损检测技术(Non-de-structivetesting，NDT)的应用也越来越广泛，它可以在不损坏试件的前题下，以物理或化学方法为手段，借助先进的技术和设备器材，对试件的内部及表面的结构、性质、状态进行检查或测试。现代无损检测技术正向着高精度、低辐射、智能化、信息化和交叉领域的前沿方向发展。目前，现代无损检测技术已经广泛应用于工业、交通、航空航天、电力、冶金及国防等各个领域。检测技术在其他领域的应用可以实现资源共享和优势互补，使协调、多元化发展，同时促进国家经社会的各个行业能够全面、济发展和人民生活水平的提高。

目前常用的无损检测方法主要包括射线检测、磁粉检测、涡流监测、超声检测等。这些方法不仅应用于工业生产、食品安产品质量等无损检测，也在医疗行业中发挥着重要的作用。全、

通过医学检测可以辅助医疗诊断，比如X光透视、CT、核磁共B型超声等医学影像，也可以辅助某些疾病的治疗，比如放振、疗和化疗。

1

11.zigbee技术及应用 篇十一

摘 要：节点接入切换机制和路由技术是井下定位系统的关键技术。根据矿井环境的特点，改进移动节点入网接入方式，提出移动节点地址分配的新方案。该方案中移动节点的地址不由协调器分配，在入井前由程序直接设定，且不随位置的移动而改变。仿真结果表明，提高移动节点入网成功率，减少了端到端的延时和丢包率，提高了数据传输效率。

关键词：Zigbee；切换机制；矿井；人员定位系统

中图分类号：TN926 文献标识码：A

Abstract：The joining and switching mechanism of motive node and routing is the key technologies in people's position system under mine. According to the characteristics of underground mine environment， we improved the joining and switching mechanism of motive node， and put forward a new scheme of node address allocation. In this scheme， the motive node's address was not assigned by the coordinator， but was directly set before entering the mine， and did not change with the location of the mobile . The simulation results show that the scheme can raise the success rate of motive node to join the network， reduce endtoend latency and packet loss rate， and increase the data transfer efficiency.

Key words：Zigbee；switching mechanism；mine；personnel position system

1 引 言

基于ZigBee技术[1]的煤矿井下人员无线定位监控系统已成为研究的热点。煤矿井下人员跟踪定位目标一般较多，定位精度要求更高，数据采集和系统反应速度要求较快，情况也较复杂，在系统中移动节点的接入切换机制是系统成功的关键。本文根据井下人员定位的特点，提出了适合于井下的移动节点切换机制. 提高了移动节点入网的成功率。

2 移动节点接入和切换机制

在井下定位系统中，移动节点的加入，增加了网络的复杂度。移动节点能否成功入网成为系统的关键，如果移动节点根本无法成功接入网络，那么，数据的传输就无法实现。更不可能对移动节点定位。因此，一个良好的节点接入与切换机制的确立是至关重要的。

3 zigbee技术移动节点入网切换机制

3.1 父设备以直接方式将子设备加入网络

在一个ZigBee网络中具有路由能力设备与一个新设备连接时，它就与新加入的设备形成父子关系。新设备成为子设备，而原有的设备成为父设备。在zigBee网络中，子设备通过预先分配的父设备（ZigBee协调器或路由器）直接同网络连接。

父设备的网络层管理实体首先需要确定所指定的设备是否己经存在于网络中。为了完成这个父设备的网络层管理实体将搜索它的邻居表，以确定是否有一个相匹配的64位地址。如果该地址存在，则网络层管理实体将终止该过程，并向上层报告该设备已经存在于网络设备列表中。

如果父设备没有搜索到匹配的64位地址，网络层管理实体将为这个新设备分配为一个16位网络地址，该16位地址在网络中是唯一的，每一个父设备具有一定的可分配地址空间，如果父设备有足够的空间，则它将为该设备在它的邻居表中创建一个新的入口，同时向上层报告连接成功。如果空间不够，则终止该过程，并且向上层报告空间不足。

每一个父设备的地址空间大小由ZigBee协调器分配。在父设备将子设备加入网络的过程中，他们并不交换任何信息。一旦父设备把子设备加入网络，子设备为了建立父子网络关系必须与父设备进行通信。此时子设备将启动孤点方式进行网络连接。

3.2 通过孤点方式加入或重新加入网络

一个已经同网络连接的设备为了完成建立它与其父设备的关系，应开始执行孤点流程。另外，如果一个以前已经连接网络的设备，其网络层管理实体不断收到来自于MAC层发送的通信失败信息，则设备同样开始执行孤点流程。

l）子设备连接过程

子设备的网络层管理实体将请求MAC层对物理层所规定的所有有效通信信道进行孤点扫描，如果成功扫描到父设备，网络层管理实体将向其上层报告请求连接或重新连接网络己经成功执行；如果孤点扫描不成功，网络层管理实体同样向上层报告，并终止该过程。

2）父设备连接过程

父设备的网络层管理实体首先判断该孤点设备是否是它的子设备。为了对其进行判断，需要将孤点设备的扩展地址和在邻居表中所记录的子设备地址相比较，如果存在相匹配的地址，则网络层管理实体将得到其相应的16位网络地址以及它所对应MAC层的孤点响应状态；如果不存在相匹配的地址，说明孤点设备不是他的子设备，网络层管理实体将在随后对MAC层的孤点响应报告中报告孤点设备不是它的子设备。

3.3 节点地址分配

网络地址分配主要依据三个网络参数，最多子设备数（nwkMaxChildren，Cm）、最大网络深度（nwkMaxDepth，Lm）、设备允许链接的最大路由器数（nwkMaxRouters，Rm），根据下面的公式（1）计算地址偏移量Cskip（d），其中d为网络深度，地址偏移量决定了设备可以分配给其具有路由能力的子设备的地址块的大小。

4 改进后的节点接入切换方式

4.1 节点入网接入切换方式的缺点：

1）在相同网络下，移动节点的平均接入成功率随着移动速度的上升显著下降。无论移动节点是直接入网还是通过孤点方式入网，都执行了扫描、确认、地址分配等一系列的复杂握手程序，减少了移动节点的接入成功率，曾加了网络的响应时间。

2）在一个ZigBee网络中，每个设备的网络地址都是唯一的。当一个父节点所连接的子节点数目没有达到允许连接最大值时，其对应子节点地址留空，为新加入的设备预留。没有预留地址的父节点无法接纳新设备，此时新设备就需要寻找其他父节点。如果在允许的传输距离内没有能够接纳新设备的父节点，那么除非有其他设备退出，否则新设备将无法加入网络正常工作。这也造成有些节点不能入网。

3）应用公式1为网络中节点分配地址，节点数量存在饱和度。当节点数量多于饱和数量时候，超出的节点不能分配地址，这样就造成了有的节点不能入网。在井下人员定位中，当井下人员数量超过一定数额时候超过饱和度的人员不能定位，这对于井下人员定位系统的缺点是致命的。如：在给出当Cm=4，RM=4，Lm=3时，图1中，设备B的周围最多容纳21个节点，I的周围最多容纳5个节点。

4.2 改进后的移动节点接入方式

针对原有移动节点入网接入切换机制中的不足，对移动节点的入网方式做了如下改进。

1 ）在本系统中设定移动节点在井下通过泛洪的方式与移动节点有效通信范围内的所有信标节点进行通信。

2 ）在默认情况下，ZigBee网络使用树状拓扑模型分配地址，每个节点的地址都由父节点分配。其父节点分配所有地址在同一网络中都是唯一的。为了避免网络中的地址重复，我们对地址分配的区间做了规定。协调器提供给固定节点节点（包括信标节点和其他放置在指定位置采集瓦斯浓度、温度等信息的节点）地址范围是0X0000～0XEF00，包括协调器在内最多可以放置61440个信标节点。移动节点的地址不是由协调器分配，移动节点在井下的任何位置，其地址是唯一的，入网前由程序直接写入，范围是0X0F00～OXFFF，每次入井人数最多可以达到4096人。

4.3 移动节点入网仿真实验

NS2[2]的全称是：networkSimulato：（version2）。NS2是面向对象的离散事件驱动的网络模拟器，由Berkley的California大学VINT项目研究组开发，后来 CaenegieMellon大学的Monarch研究组对其进行扩展，支持节点移动性并包括了无线电传播模型、无线网络接口和媒体访问控制（MAC）的现实物理层。NS2是基于LINUX操作系统的仿真环境，它使用C++语言完成各个协议的实现；仿真脚本采用Otlc语言编写；并提供了各种格式的trace文件。NS2支持广域网、局域网、移动通信网、卫星通信网等多种网络。

我们用Ns-2进行仿真，设有24个信标节点以3×8矩形方阵形式均匀分布。节点间距离是20米。节点间的最大通信距离为30米，协调器在节点分布区域的最右端。设有5个移动节点同时从最左端开始以速度为0.5m/s速度向右边移动，以后分别再以1m/s、1.5m/s、2.0m/s、2.5m/s、3m/s，的速度从左边地动到右边。用传统的zigbee技术节点接入方式和改进后的节点接入方式实验结果如图2所示。

从图2中我们可以看出zigbee技术移动节点的入网成功通信率随节点移动速度的增加急速降低。改进后随移动节点速度的增加节点入网成功通信率缓慢降低，且相同速度下的通信成功率高于传统的zigbee技术。我们定义节点入网通信成功率为：

节点入网通信成功率=协调器接收数据包的个数节点发送数据包的个数

5 结 论

通过对移动节点入网方式的改变，减少了所有由于移动节点的位置变化而带来的复杂控制。避免了由于节点的移动而使部分移动节点不能成功入网的现象。由于移动节点不由协调其分配地址，避免的由于父节点没有预留地址而使新加入的移动节点无法入网。

参考文献

[1] ZigBee Alliance. ZigBee Specification[EB/OL] . http ：/ /www. zigbee. org ，2005-05-10.

12.zigbee技术及应用 篇十二

煤矿产业的发展, 导致其中安全事故的发生也越来越严重。因此井下救援系统就显得十分重要, 而ZigBee技术的加入更是完善了井下救援系统。

1 ZigBee技术相关概念及作用

所谓的ZigBee技术其实就是一种双向无线通讯技术, 具有低能耗、低成本、可靠、安全、网络容量大等特点。ZigBee是一种类似于CDMA的无线数传网络, 其建立的目的是方便工业现场自动化控制数据传输。目前ZigBee技术主要应用于距离短、能耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输。

目前利用ZigBee技术开发出的ZigBee模块已经应用于各个领域, 例如移动POS终端、工业自动化、消防、遥感勘测、煤矿等[1]。因此利用ZigBee技术用于煤矿井下救援系统就更加有依据可行。下表1是ZigBee技术与其他几种技术的比较。

2 利用ZigBee技术于煤矿井下救援系统中的具体应用

利用ZigBee技术与煤矿井下救援系统主要是用于定位。ZigBee技术中的无线遥感网络技术将井下人员的位置参数实时传送到井下救援系统中, 当发现安全事故时能够做到及时报警并且及时通知井下工作人员。

2.1 软、硬件环境

由于井下环境比较恶劣, 在此环境下想要建设硬件设施难度系数较大, 特别是其中通讯线路、电路电网的搭建。针对ZigBee技术需要用到一台计算机, 在对主机、电源系统、转换接口等设备的建设需要做到合理可行[2]。ZigBee技术需要的是一个高性能的微型计算机, 所谓的高性能就是需要具备双显示器、双硬盘, 其中图形显示卡显存不低于256M, CPU主频要≥2.6GHz, 内存不能小于512M, 硬盘容量至少在120G以上, 才是所谓的高性能, 才能够保证计算机的高效率运行。

对于软件方面, 首先ZigBee技术的运行与计算机的操作系统需要吻合, 其次需要专业的技术人员进行操作。在对计算机进行操作时, 操作人员不仅需要有长期的经验和丰富的知识和技能才能够对整个系统进行监控, 也就更加多方面对数据进行分析整理。特别是对于双机热备的应用, 为了防止系统因其它原因造成的故障, 首先双机热备会将发生的故障点转移, 用此保障整个系统能够持续稳定运行, 但是不同的双机热备软件检测的功能也不同。针对煤矿井下救援系统的数据也需要专业的数据库软件进行储存。在煤矿井下救援系统运行的过程中, 往往需要使用专业的数据库将其中的数据进行管理, 借此建立一个数据自动化管理。

2.2 数据网络

井下救援系统中的定位系统的网络主要由ZigBee无线自组网络和以太网组成。利用ZigBee的低功耗的作用, 在ZigBee器件中只需要利用一节电池就能够维持半年的使用。以太网中部分器件也能够使用电池, 但是针对电池的替换与管理则需要专业人士操作, 来保证整个系统的运行。

2.3 井下作业人员定位

将ZigBee技术应用于井下作业人员的定位, 主要定位过程是井下作业人员佩戴ZigBee定位模块, 模块定时发出相关信息被分布于巷道中的路由器节点接收, 位置相关信息不断被路由节点传入接入节点再传入以太网, 然后信息直接传送到井下救援系统中, 从而判断其位具体置。其中的定位节点能够定时发出存在信息, 方便对井下作业人员的定位[3]。路由节点这是接受定位节点发出的信息, 并将此信息路由至接入节点。接入节点则接受来自路由节点的数据, 通过以太网传送至井下救援系统。

3 结语

总而言之, 将ZigBee技术应用于煤矿井下救援系统, 不仅完善了该系统中不足的方面, 更是为事故的救援带来积极作用。此项系统已经在我国的部分煤矿企业中得到应用, 并且取得了较好的效果, 但是在最初的开发与应用过程中, 最后的目标是能够更好的应用在救援活动中。

摘要：在我国部分煤矿储量丰富的省市, 其煤矿行业的发展已经逐渐系统化、产业化。但是由于煤矿采挖的特殊环境, 导致仍然存在着威胁煤矿工人生命安全的事故发生。在这种形势下, 利用先进科技开发的煤矿井下救援系统。煤矿井下救援系统的出现能够大大提高井下救援的效率, 从而保证矿工人员的生命安全。随着科技的日益进步, ZigBee技术应用到煤矿井下救援系统中, 更加能够提高井下救援的效率。文章主要讲述ZigBee技术的作用以及利用ZigBee技术用于煤矿井下救援系统的具体应用。

关键词：煤矿井下救援系统,ZigBee技术,应用

参考文献

[1]贾子熙, 吴成东, 张云洲.一种适用于建筑灾难救援系统的目标跟踪方法[J].东北大学学报 (自然科学版) , 2010, 11 (3) :156

[2]陈森, 朱浩, 金岩华.基于CAN和Zigbee技术的井下定位系统设计[J].微计算机信息, 2011, 13 (5) :169-170

13.袋式除尘技术的应用及发展 篇十三

袋式除尘技术的应用及发展

论述了袋式除尘技术在节能减排中的作用;介绍了我国袋式除尘技术目前的`应用水平及存在的问题;提出了袋式除尘技术和产业的发展方向.

作 者：陈隆枢 CHEN kong-shu 作者单位：中钢集团天澄环保科技股份有限公司,武汉,430205刊 名：中国环保产业英文刊名：CHINA ENVIRONMENTAL PROTECTION INDUSTRY年，卷(期)：“”(11)分类号：X701.2关键词：袋式除尘 节能减排 发展

14.电工电子技术及应用教案（共） 篇十四

【课题编号】

01-09-01 【课题名称】 整流电路 【教学目标】

知识传授目标

1、理解整流的概念

2、理解整流电路的工作原理及不同类型的整流电路的优缺点

3、能分析负载上电压的波形，正确计算电压、电流平均值；

4、能分析二极管截止时所承受的最高反向电压 能力培养目标

培养学生正确使用二极管的能力，抽象思维能力。【教学重点】

正确理解二极管整流电路的工作原理以及电路的计算 【难点分析】

整流电路的负载上的电压波形与计算结果的对应关系。【学情分析】

根据学生的实际情况，少作理论分析多做一些动手实践，如演示实验，分组实验等。并把实验结果与理论分析的结果加以对比，注重增强学生分析问题和解决问题的能力。【教学方法】 讲授法、演示法 【教具资源】

整流二极管、整流桥、白炽灯泡、0-220V单相可调交流电源；多媒体课件；万用表、双踪示波器。【课时安排】

2学时（90分钟）【教学过程】

一、导入新课

直流电源在日常生活中应用很广，它的来源除将其他形式的能直接转化为直流电能外，交流电经整流

变为直流电是直流电源的一种重要的形式。本节内容是由交流电能变为直流电的基础------通过本节内容的重要性引发学生的学习兴趣，集中学生的注意力。

二、讲授新课

教学环节

1、单相半波整流

（一）单相半波整流电路图

教师活动：投影单相半波整流电路图多媒体动画，提醒学生注意各元件之间的连接关系。

学生活动：观察单相半波整流电路图多媒体动画，尤其是二极管的连接。

（二）单相半波整流电路的工作原理 演示1 教师活动：将灯泡直接接入单相交流电源，观察亮度。经二极管单相半波整流后将灯泡接入再次观察其亮度。分析其工作原理。学生活动：观察灯泡的亮度说明半波整流输出电压平均值较小。思考原因。演示

2、教师活动：将示波器接入电路中观察灯泡两端的电压波形；半波整流时将万用表接入灯泡的两端估测其电压平均值。讲述其原理。分析二极管截止时所承受的最高反向电压。

学生活动：观察灯泡两端的电压波形，观察灯泡两端较低的电压。思考原因。

（三）单相半波整流电路的计算

教师活动：讲解半波整流时负载上电压平均值的计算公式。设计一个例题。学生活动：通过例题深刻理解公式的意义并会应用。教学环节

2、单相桥式整流

（一）单相桥式整流电路图

教师活动：投影单相桥式整流电路图多媒体动画，提醒学生注意各元件之间的连接关系。

学生活动：观察单相桥式整流电路图多媒体动画，尤其是二极管的连接。

（二）单相桥式整流电路的工作原理 演示1 教师活动：将灯泡直接接入单相交流电源，观察亮度。经二极管单相桥式整流后将灯泡接入再次观察其亮度。分析其工作原理。

学生活动：观察灯泡的亮度说明桥式整流输出电压平均值较小。思考原因。演示

2、教师活动：将示波器接入电路中观察灯泡两端的电压波形；桥式整流时将万用表接入灯泡的两端估测其电压平均值。讲述其原理。分析二极管截止时所承受的最高反向电压。

学生活动：观察灯泡两端的电压波形，观察灯泡两端较低的电压。思考原因。

（三）单相桥式整流电路的计算

教师活动：讲解单相桥式整流时负载上电压平均值的计算公式。设计一个例题。学生活动：通过例题深刻理解公式的意义并会应用。

三、课堂小结

1、什么是二极管整流？其目的是什么？

2、单相半波、桥式整流的特点是什么？如何分析计算负载电压的平均值？

四、课堂练习

五、课后作业

教材第xx页第一题

指导与练习第xx页第X题

【板书设计】

【教学后记】 电工电子技术及应用教案（××）

【课题编号】 02-09-02 【课题名称】 滤波电路 【教学目标】

知识传授目标：

1、理解滤波电路的工作原理及不同类型滤波电路的连接方式。

2、正确绘制滤波电路中相关元件上电压波形图。能力培养目标：

根据不同的场合正确选择合适的滤波电路。【教学重点】

1、滤波电路的工作原理

2、滤波电路的连接方式 【难点分析】

正确选择不同方式滤波电路 【学情分析】

电容滤波、电感滤波需要分析电容、电感元件的充放电过程，比较抽象。为增加直观性需选择多媒体动画进行展示。【教学方法】

讲授法、演示法 【教具资源】

整流二极管、整流桥、电容、电感、滑动变阻器、单相交流电源、示波器、万用表、白炽灯泡

【课时安排】

2学时（90分钟）【教学过程】

一、导入新课

用示波器展示整流后的波形和滤波后的波形，使学生观察到不同的波形图。以此来激发学生的学习兴趣，吸引学生的注意力。

二、讲授新课

教学环节1

电容滤波

（一）演示

教师活动：用示波器展示电容滤波前后的波形 学生活动：观察电容滤波前后的波形

（二）电容滤波的工作原理

教师活动：讲解（1）电容器的充电时间常数很小，电容电压随之充至接近u2的峰值2U2。当u2 从峰值开始下降，其值小于uc时，VD因受反压而截止，电容C通过负载RL放电，直至uc＞u2时VD再次导通，电容再次被充电。如此循环往复，负载上可得到较为平滑的直流电压。（2）输入电压的平均值取决于RLC放电时间常数和电源的频率。一般地取RLC＞（3---5）T.学生活动：通过观察电容滤波的电压波形思考老师的讲解。教学环节2

（一）演示：

教师活动：用示波器展示电感滤波前后的波形。学生活动：观察滤波前后的波形，并注意电容、电感滤波元件连接方式的不同。

（二）电感滤波的原理

教师活动：讲解电感滤波的工作原理，电感对于直流电流相当于短路，对于交流电则呈现出一定的感抗，使负载上的交流电成份减少。学生活动：通过观看电感、电容滤波的波形，思考老师的讲解。教学环节3

（一）对比电容、电感滤波的优缺点 演示

教师活动：用一滑动变阻器当负载，展示出负载变化时，电容、电感滤波时输出电压的稳定

性。

学生活动：观察波形。明确电容滤波波形平滑，但带负载能力差，适合于较小的负载。电感滤波效果差，但其带负载能力强，适合于负载变动较大的场合。

（二）复式滤波： 演示

教师活动：用示波器展示出各种复式滤波电路的输出波形 学生活动：观察滤波的效果。确认LC滤波效果最好。

三、课堂小结：

1、电容、电感滤波的原理及优缺点。

2、LC型复式滤波器的应用。

四、课堂练习：

绘制电容滤波电路输出的电压波形。

五、课后作业：

课本复习思考题XX题 指导与练习第xx页第X题 【板书设计】

【教学后记】 电工电子技术及应用教案（××）

【课题编号】 03-09-03 【课题名称】 稳压电源

【教学目标】

知识传授目标：

1、掌握常用的几种稳压电源，并理解其工作原理

2、正确分析并联型稳压电路中的几个重要参数 能力培养目标：

正确识读电源电路图，能解决稳压电源的一般性故障。会正确运用三端稳压器 【教学重点】

稳压电路的组成以及各元件的作用。【难点分析】

理解稳压电源的工作原理，正确选择元器件。【学情分析】

串联型稳压电路是对整流、滤波、三极管电流放大等基本知识的综合运用，要求学生掌握知识要全面。同时应加强实验手段，锻炼学生的抽象思维能力，激发学生的学习兴趣。【教学方法】 实验法、讲授法 【教具资源】

并联型稳压电路、串联型稳压电路、三端集成稳压器、万用表、示波器、交流调压器

【课时安排】

2学时（90分钟）【教学过程】

一、导入新课

经过整流滤波之后的直流电、交流成分已比较小。但输出的直流电压并不稳定。交流电网电压的波动、负载的变化等因素都会使输出的电压发生变化。所以在滤波电路和负载之间还须接稳压电路，可达到稳定输出电压之目的。

二、讲授新课

教学环节

1、并联型稳压电路 演示

教师活动：（1）检查并联型稳压电路有无接线错误，确定无误后用交流调压器输入不敷出16V的交流电压。测出开路电压。（2）检测负载变化时的稳压情况。（3）检测输入电压变化时的稳压情况。（4）观察输出电压的波形。

学生活动：观察每个演示环节，思考其原因。讲解

教师活动：（1）并联型稳压电路的组成。（2）讲解稳压二极管的稳压原理和限流电阻的作用。（分析并联型稳压电路的几个重要参数。

学生活动：认真听讲，积极思考。理解工作原理和各部分的作用。教学环节2 串联型稳压电路 演示

教师活动：（1）检查串联型稳压电路有无接线错误。（2）用交流调压器输入16V交流电压，观察有无电压输出，调整RP，看输出电压是否变化。（2）检测电路的稳压性能，负载变化时和输入电压变化时。

学生活动：观察演示的结果，思考原因。讲解

教师活动：（1）讲授串联型稳压电路的组成。（2）串联型稳压电路的工作原理，强调各部分的作用。

学生活动：认真听讲，细致思考。理解原理。教学环节3

集成稳压器 演示

教师活动：让学生观察三端稳压器，讲明管脚的排列，演示接线。

三、课堂小结

1、并联型稳压电路：稳压二极管稳压时的电流范围，只要在这个范围内，则稳压管中的电流是随机的它由外电路确定。

2、串联稳压电路：它是由几部分组成，分别有什么作用。

3、集成稳压电路：注意管脚排列，会正确接入电路。

四、课堂练习

五、课后作业 【板书设计】

15.zigbee技术及应用 篇十五

智能家居系统可以划分为外部网、网关和内部网三个部分, 而本文着重研究和设计智能家居系统的内部通信网络系统及其应用。系统采用TI的无线So C集成芯片CC2530, 基于TI的Zig Bee2007/Pro协议栈, 即Z-Stack软件构架实现无线自组织网络。网络由Zig Bee协调器节点、路由节点和终端节点组成。其中协调器初始化一个Zig Bee无线网络, 是整个网络的协调者, 负责整个网络和与外界的联系。路由节点的主要功能是实现多跳路由。终端节点实现信息的采集和电灯或家电设备的节能与智能控制;遥控节点作为终端节点的一种, 遥控控制电灯或家电的各种开关。PC通过串口与协调器相连以实现上位机控制。系统框图如图1所示。

2 硬件设计

硬件部分采用模块化设计的方法, 分为CC2530核心板和扩展板。CC2530核心板设计为一可与不同扩展板结合的模块, 包括CC2530芯片和其外围电路, 此模块将CC2530的主要I/O口引出与扩展板结合。根据不同的功能, 扩展版分为协调器节点、路由节点和终端节点三种扩展板。

2.1 协调器电路

协调器节点由CC2530核心板和扩展板组成, 框图如图2所示。

由于协调器必须一直保持激活状态, 因此采用220V AC/DC稳压电源转换模块供电, 并设计电源开关。串口电路部分用于连接上位机, 由串口电平转换芯片完成。编程下载接口用于连接TI的CC DEBUGGER仿真下载器仿真与下载程序。Led指示部分用于指示节点的工作状态。

2.2 路由节点电路

由于路由节点实现的功能协调器都能实现, 所以路由节点的硬件电路与协调器的电路相同。

2.3 终端节点电路

终端节点根据不同的应用, 设计不同的扩展板, 主要模块框图如图3所示:

终端节点主要分为用于采集信息和控制电灯或家电的采集控制节点和用于遥控控制的遥控节点。由于采集控制节点将与具体的电灯或家电设备相结合, 因此电源部分同样采用220V AC/DC稳压电源转换模块供电;而遥控器节点考虑其常移动性和轻便性, 采用电池供电。采集控制节点采用温度传感器DS18B20以实时监测环境温度;采用光敏传感器On9668以实时监控光照强度;采用光耦合器与接插件相连, 用于控制各种开关。遥控节点将CC2530的I/O口与外接矩阵键盘相连, 以实现遥控功能。

3 软件设计

软件部分分为基于TI的Z-Stack软件构架的Zig Bee节点的程序设计和上位机软件设计。以下将分别介绍这两部分的软件设计。

3.1 基于Zig Bee协议栈的软件设计

Zig Bee节点的程序设计基于TI的Zig Bee2007/Pro协议栈, 编译器是IAR System的集成开发环境IAR Embedded Workbench。Zig Bee节点的软件设计是以Z-Stack软件构架为基础框架的, 所以必须先介绍Z-Stack的运行。

3.1.1 Z-Stack软件构架的运行

Zig Bee节点的软件设计遵循包含轮转查询式操作系统osal的Z-Stack软件构架, 其具体结构和流程如下所述:

Z-Stack首先执行Zmain.c中的main函数, 总体来说, main函数一共实现了两个功能: (1) 系统初始化, 即启动代码来初始化硬件系统和软件架构需要的各个模块; (2) 开始执行操作系统实体。

(1) 系统初始化。系统初始化代码需要完成对硬件平台和软件架构所需要各个模块的初始化, 为操作系统的运行做好准备工作, 主要分为初始化系统时钟, 检测芯片工作电压、初始化堆栈、初始化各个硬件模块、初始化FLASH存储、形成芯片MAC地址、初始化非易失量、初始化MAC层协议、初始化化应用帧层协议、初始化操作系统等十余部分。[1]具体的初始化代码应根据硬件电路的不同而做相应的修改。

(2) 操作系统的执行。启动代码为操作系统的执行做好准备工作后, 就开始执行操作系统入口程序, 并由此彻底将控制权移交给操作系统。[1]操作系统实体只有一行代码:

osal_start_system () ;//没有返回

此函数是osal系统轮转查询操作的主体部分, 它所做的工作就是不断的查询每个任务中是否有事件发生, 如果有事件发生, 就调用相应的事件处理函数, 如果没有任何事件发生就一直查询, 这个函数是一个无限循环。

3.1.2 具体应用程序设计。

Zig Bee协议栈的osal系统至少要处理6个任务, 分别为MAC层任务、网络层任务、硬件抽象层任务应用支持子层 (APS) 任务Zig Bee设备对象 (ZDO) 层任务和应用层用户任务。其优先级依次由高至低。其中硬件抽象层任务中根据具体的硬件设计初始化板子硬件部分配置。应用层用户任务根据不同的应用添加相应的事件和事件处理函数。

本设计的重点是实现组网灵活、稳定可靠的低功耗Zig Bee无线自组织网络, 并在应用层用户任务的用户事件事件添加具体事件, 编写相应的事件处理函数。主要实现的功能有:

(1) 依据Zig Bee协议栈, 在z_stack架构下, 组建了一个低功耗、自组织、可多跳和可靠健壮的树形无线网络, 其周围环境发生变化的时候自动调整拓扑和路由, 具有多跳路由, 节点灵活, 可以随意的在网络中添加或移除节点。

(2) 用温度传感器DS18B20采集实时温度信息, 并根据此信息控制空调的电源开关, 实现节能控制;用开关型可见光照度传感器On9668检测光照度, 当光照度低于一定值时电灯电源开启, 否则电源关闭, 实现电灯的节能控制。

(3) 遥控节点通过按键中断发送信息, 发送的信息的具体数据是自定义的通信协议, 根据此协议每个按键都对应控制不同节点上的不同光耦合器的通断。

整个系统的主要实现流程如下: (1) 协调器系统初始化, 建立Zig Bee无线网络。 (2) 路由器和终端节点系统初始化, 加入协调器所建立的网络, 并初始化相关传感器。 (3) 当协调器建网成功, 终端节点加入协调器所建立的Zig Bee网络后, 协调器将入网节点的地址存入地址表。 (4) 终端节点用户事件中采集事件触发, 定时读取传感器信息并根据信息控制光耦合器的通断, 从而控制开关, 同时将信息发送至协调器。 (5) 协调器收到数据信息, 进行数据解析并通过串口发送至上位机。上位机收到串口数据, 进行数据解析并在界面上显示。

3.2 上位机界面软件设计

上位机界面软件采用Visual Studio 2010集成开发环境设计, 编程语言采用的是面向对象的C#。上位机界面主要实现的功能是显示终端节点采集的各种信息;提供在PC上对各种各种开关的控制;并设计串口调试窗口以便于调试PC和协调器节点的串口通信。其效果图如图4所示。

4 实验与测试

针对本设计以一普通房间为实验环境, 房间里的电灯和空调为实验对象, 进行了一系列的实验和测试:用电灯控制节点替换原来的电灯开关、用控制节点控制空调的电源开关、遥控节点和PC上位机都可以直接控制电灯和空调的开关。本设计的实验与测试效果良好, 实验节点照片如图5所示。

5 结语

本文介绍了一套基于Zig Bee技术的网络系统的设计及其应用, 基于Zig Bee协议栈构建了组网配置灵活且稳定的无线自组织网络系统, 并在此基础上利用各种传感器和光耦合器等将其应用于智能家居系统, 实现了对家居系统的环境监测、遥控控制和集中管理。本系统性能优越、成本低、功耗低并且具有良好的扩展性, 不但可以实现智能控制, 而且还具有良好的节能效果。

参考文献

[1]高守玮, 吴灿阳.ZigBee技术实践教程[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2009:225-228.

[2]OSAL API[OL]http://www.ti.com

[3]CC253x_4x User Guide[OL]http://www.ti.com.

[4]TEXAS INSTRUMENTS.Z-Stack Developer's Guide.Document Number:SWRA176.