基于嵌入式的礦井人員定位系統(tǒng)研究.pdf

1、根據(jù)國(guó)家安監(jiān)總局公布的年度數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)各類煤礦事故總數(shù)仍是居高不下,實(shí)現(xiàn)及時(shí)、高效、準(zhǔn)確的礦井安全監(jiān)管系統(tǒng)成為各個(gè)涉及礦井安全的企業(yè)及部門最為關(guān)心的問(wèn)題。針對(duì)此問(wèn)題本文設(shè)計(jì)出一套基于嵌入式平臺(tái)的礦井人員無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
　　 本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)包括一個(gè)地面控制中心,四個(gè)參考節(jié)點(diǎn),一個(gè)盲節(jié)點(diǎn)。地面控制中心節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)參考節(jié)點(diǎn)之間采用串行通信,網(wǎng)關(guān)參考節(jié)點(diǎn)與其他參考節(jié)點(diǎn)之間采用ZigBee通訊,盲節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)參考節(jié)點(diǎn)通過(guò)ZigBee通訊。地

2、面控制中心采用ARM-11平臺(tái)實(shí)現(xiàn),在ARM-11上采用Linux操作系統(tǒng)為軟件平臺(tái)開發(fā)了中心控制程序,人機(jī)交互控制采用了觸摸屏控制方式。采用五個(gè)CC-2430節(jié)點(diǎn),其中一個(gè)作為網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn),其余四個(gè)作為參考節(jié)點(diǎn)。一個(gè)CC-2431作為盲節(jié)點(diǎn)。各個(gè)節(jié)點(diǎn)采用C51單片機(jī)進(jìn)行控制,ZigBee接口采用TI公司的專業(yè)控制芯片。
　　 地面控制中心的圖形界面是利用QT技術(shù)開發(fā),利用C++圖像庫(kù)和串行通信庫(kù)構(gòu)建了本文的軟件系統(tǒng);各個(gè)節(jié)點(diǎn)(包括

3、參考節(jié)點(diǎn)和盲節(jié)點(diǎn))的C51采用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。首先啟動(dòng)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn),保持與ARM-11數(shù)據(jù)連通,其次啟動(dòng)四個(gè)參考節(jié)點(diǎn),將預(yù)先設(shè)定位置信息通過(guò)無(wú)線傳輸發(fā)送給網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。之后啟動(dòng)盲節(jié)點(diǎn),盲節(jié)點(diǎn)通過(guò)接受四個(gè)參考節(jié)點(diǎn)無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度計(jì)算出自身位置信息,再與航位算法定位信息數(shù)據(jù)融合處理,將最終的位置信息發(fā)送給網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)將實(shí)時(shí)收集所有無(wú)線信息并且發(fā)送給ARM-11,從而保證數(shù)據(jù)顯示的實(shí)時(shí)性,連續(xù)性和可靠性。
　　 該系統(tǒng)使用的定位算法是優(yōu)化后的Z