基于ZigBee技術(shù)的礦井無(wú)線定位系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、山西省內(nèi)分布著很多大小煤礦,由于煤礦安全防護(hù)設(shè)備的陳舊老化以及安全設(shè)施的不足,在出現(xiàn)礦井事故的時(shí)候,往往造成大量的人員及財(cái)產(chǎn)損失,煤礦的安全問(wèn)題亟待解決。目前存在的應(yīng)用于井下的有線和無(wú)線的通信方式,不能及時(shí)地提供井下作業(yè)人員的動(dòng)態(tài)分布及作業(yè)情況等信息,一旦事故發(fā)生,很難有效展開(kāi)救援工作。因此準(zhǔn)確及時(shí)地獲得井下人員的位置信息,具有重要的實(shí)際意義。 在出現(xiàn)了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之后,井下的通信及定位問(wèn)題的解決就有了新的實(shí)現(xiàn)方法,本文就

2、目前存在的RFID(射頻識(shí)別)和nRF2401芯片定位系統(tǒng)的不足,設(shè)計(jì)了基于ZigBee技術(shù)礦井無(wú)線定位系統(tǒng)。 首先,在井下通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建上,通過(guò)對(duì)比ZigBee技術(shù)的3種組網(wǎng)方式,選用了健壯性較強(qiáng)的mesh網(wǎng)組網(wǎng)。在硬件選型上,從功耗、成本、通信范圍、處理器方面比較了幾種常見(jiàn)的ZigBee芯片,選用了休眠電流較小,通信距離較遠(yuǎn)的JN5139芯片,為了縮短開(kāi)發(fā)周期,使用了博訊公司的JN5139模塊,程序編寫(xiě)使用Jennic Co

3、deBlocks編譯環(huán)境,下載使用Jennic Flash Programmer平臺(tái)。 其次,本文研究了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位算法,簡(jiǎn)要介紹了與距離有關(guān)(range-based)、與距離無(wú)關(guān)(range-free)的常見(jiàn)算法,以及基于移動(dòng)的錨節(jié)點(diǎn)離開(kāi)和到達(dá)信息、利用RSSI(接收信號(hào)強(qiáng)度指示)的變化來(lái)定位的算法,在分析了常見(jiàn)定位算法實(shí)現(xiàn)的局限性后,采用了比RSSI分辨率更高的LQI(鏈路質(zhì)量指示)值,改進(jìn)了算法,提出了基于3個(gè)錨