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在矿井事故灾害发生后,现有的井下通信系统基本上中断,给灾后救援工作带来很大的困难,本文分析了井下ZigBee无线传感器网络和矿井救灾透地通信网络的层次结构,设计一种融合网关,将井下ZigBee无线传感器网络与矿井救灾透地通信网络进行融合,来解决矿井事故灾后救援困难的问题。 本文首先分析了ZigBee无线传感器网络和矿井救灾透地通信网络的层次结构。在ZigBee无线传感器网络中主要从物理层、MAC层和网络层对ZigBee协议的服务规范和帧结构进行介绍。在救灾透地通信网络中,对救灾透地通信网络层次重新进行界定,对物理层和数据链路层协议帧格式进行重新定义。其次,对融合网关进行了整体设计。在硬件方面,以ARM9为内核的S3C2440微处理器作为融合网关的数据处理器,以CC2530无线射频模块和弹性波收发器为接口单元,实现ZigBee无线传感器网络与矿井救灾透地通信网络之间的桥接;在软件方面,以各模块数据的收发、数据帧格式的转换、数据帧分块和地址映射为主,将救灾透地通信网络相关层的数据桥接到ZigBee无线传感器网络的物理层和数据链路层。最后,对设计的融合网关进行了性能测试和验证,按照测试方法获取不同阶段的测试数据。通过对测试数据进行对比分析,结果表明,ZigBee无线传感器网络接入融合网关前终端节点传输的数据无误码产生,接入融合网关后终端节点传输的数据产生误码,但误码率较低。因此,设计的融合网关能够为矿井救灾通信系统提供一个很好的备用信道。