论文摘要
煤矿井下环境复杂,存在多种安全隐患威胁人员生命财产安全。当矿井出现危险情况时,地面工作人员通过井下人员定位系统能够准确知道井下人员的分布情况,便于救援工作的有效展开,对保障井下工作人员的人身安全具有重要的意义。在分析现有井下人员定位系统的基础上,提出一种基于ZigBee技术的井下人员定位系统。本文通过比较常用的无线通信技术,确定使用ZigBee技术,并对井下使用ZigBee技术的可行性进行分析。根据井下复杂的环境使用改进型的RSSI定位方法,在计算移动节点和参考节点间距离时,加入参考节点间距离和RSSI值作参考,对被测RSSI值进行校正,达到提高精度的目的。针对系统功能要求,本文提出一套系统设计方案。系统分为井上部分和井下部分,对井下系统的硬件和软件设计进行了详细的阐述。井下系统采用ZigBee无线网络和以太网的组合实现数据通信。井下无线网络由ZigBee片上系统芯片CC2530构建,使用ZStack作为软件开发平台。井下无线网络由井下通信分站、定位参考节点和定位仪3部分构成。井下通信分站由ARM7微控制器LPC2378和CC2530构成,负责无线网络与以太网的数据交换。定位参考节点安装在巷道壁上采集RSSI值,人员携带的定位仪将定位信息发送到井上监控中心,监控主机对定位信息进行处理,实现人员定位功能。该系统具有监测准确、安装简单、成本造价较低等优点,是一种先进实用的井下人员定位系统,因此具有很好的社会经济意义。