基于TOF的井下人員定位前端系統(tǒng)研究.pdf

1、目前煤礦開采安全形勢很嚴峻,煤礦下容易發(fā)生瓦斯泄露、透水、坍塌和煤塵爆炸等事故?，F(xiàn)階段的井上施救由于難以實時地掌握井下作業(yè)人員的分布,降低了搶險救災的效率。煤礦井下人員定位系統(tǒng)的研究對煤礦井下災害的預警、制定搶救和逃生路線、搜索礦難人員具有重要的現(xiàn)實意義。
　　當前的人員定位系統(tǒng)經(jīng)歷了微波信標系統(tǒng)、射頻識別技術的人員探測系統(tǒng)和基于Zigbee的人員考勤系統(tǒng)的發(fā)展階段。其內部的技術基礎是從超聲波定位技術、紅外定位、射頻識別技術發(fā)展到

2、無線傳感器網(wǎng)絡。而現(xiàn)階段的國內人員定位系統(tǒng)大部分還是在使用射頻識別技術,功耗較大,部分定位系統(tǒng)用到Zigbee網(wǎng)絡下基于信號強度和到達角等測距方式進行定位,誤差較大,功耗低,性價比不高。論文基于井下人員安全等多方面,選用了在Zigbee平臺下,進行基于TOF(Time of Flight)的井下前端系統(tǒng)研究,系統(tǒng)具有實時的定位跟蹤、身份識別等功能,可實現(xiàn)井下工作的高效性及安全管理。
　　論文研究了Zigbee pro網(wǎng)絡技術及相關

3、協(xié)議標準,分析了其低功耗、低速率、自組網(wǎng)的特點,彌補了RFID、wifi等無線傳輸中的距離短、功耗大等缺陷;通過與其他定位系統(tǒng)的比較和改進,利用JN5148的開發(fā)平臺設計了精確人員定位前端系統(tǒng);在硬件部分設計了包括井下人員定位系統(tǒng)的分站結構、讀卡器部分、輔讀卡器部分和標示卡,以及與上位機進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)腃AN總線部分;同時分析了進行人員定位算法的特點和應用領域,最終確定了基于 TOF的改良 bouding-box定位算法的方法計算井下人員