基于無線射頻技術(shù)的礦井定位語音監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對煤炭的需求高速增長，從而也促進(jìn)了煤炭工業(yè)的發(fā)展。但是，這幾年煤礦事故發(fā)生的數(shù)量不斷增加，如何對煤礦的安全生產(chǎn)管理已經(jīng)迫在眉睫，如何展開有效的工作效率已經(jīng)擺到了國家各級主管部門和領(lǐng)導(dǎo)的面前。由于地面和井下工作人員的信息溝通困難，一旦發(fā)生煤礦塌方等事件，就會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。為此，如何正確處理安全與生產(chǎn)，安全與效益的關(guān)系，如何準(zhǔn)確，實時，快速履行煤礦安全監(jiān)測職能，有效進(jìn)行礦工管理，保證搶險救災(zāi)，

2、安全救護(hù)的高速運(yùn)作顯得及其重要和緊迫。 本論文在基于現(xiàn)在比較流行的幾種無線射頻技術(shù)和針對于現(xiàn)目前礦井通訊差的前提下，設(shè)計出了一套礦井人員定位語音系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要實現(xiàn)對井下人員的定位和語音通訊兩大功能。每一功能都是由井下數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)據(jù)傳輸部分、井上數(shù)據(jù)處理部分構(gòu)成。在定位系統(tǒng)中，主要由目前比較流行的ZigBee技術(shù)，實現(xiàn)對井下工人的組網(wǎng)和每個工人的信號強(qiáng)度采集。通過CAN總線方式將采集到的數(shù)據(jù)傳向井上地面控制中心的數(shù)據(jù)服務(wù)器。

3、井上監(jiān)控中心PC客戶端去訪問該服務(wù)器，取得的相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并在GIS地圖上進(jìn)行顯示。而在語音系統(tǒng)中，井下語音設(shè)備終端對模擬語音信號進(jìn)行數(shù)字化并進(jìn)行CVSD編碼，通過射頻芯片CC2500將語音編碼數(shù)據(jù)傳送于主節(jié)點，主節(jié)點將語音數(shù)據(jù)通過485總線方式傳往井上PC客戶端，PC在將語音編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲并還原。 本文對整個系統(tǒng)做出了比較詳細(xì)的描述，同時分析了PC上層數(shù)據(jù)庫平臺的搭建。重點討論了井下數(shù)據(jù)采集部分和傳輸部分，包括軟件、硬件

4、的實現(xiàn)。 具體的研究內(nèi)容如下： 1、分析對比了幾種現(xiàn)在比較常用的無線射頻技術(shù)，著重討論了以IEEE802.15.4為基礎(chǔ)的ZigBee這一新興技術(shù)的特性、協(xié)議棧和開發(fā)過程。 2、確定了定位系統(tǒng)的整體方案，包括ZigBee芯片CC2430、定位系統(tǒng)的架構(gòu)、硬件設(shè)計方案和軟件設(shè)計方案。 3、確定了語音系統(tǒng)的整體方案，包括2.4GHz的無線收發(fā)芯片CC2500、語音系統(tǒng)的架構(gòu)、硬件設(shè)計方案和軟件設(shè)計方案。