基于Zigbee技术的人员定位系统在煤矿井下中的应用与探索.pdf

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1、煤矿现代化2015年第2期总第125期基于Zigbee技术的人员定位系统在煤矿井下中的应用与探索陈彬(兖州煤业鄂尔多斯能化有限公司文玉煤矿，内蒙古鄂尔多斯017000)摘要该井下人员定位系统通过使用Zigbee技术及CAN现场总线传输方式，实现了对井下人员的远程监控功能，保证了井下工作人员的安全，进一步提高了矿井的自动化水平。关键词Zigbee；CAN；人员定位中图分类号：TD277文献标志码：B文章编号：1009—0797(2015)02—0070—03煤矿产业作为我国能源产业的重要支柱之一，

2、等，四中技术特点如表1所示【2]。根据《BP世界能源统计2013)中的相关内容，我国煤表1四中无线通讯技术对比表炭产量及消费占全球比重接近一半，分别为47．5％芯片组价格4$5$和50．2％，比去年各自增长了3．5及6．1个百分点。安全性中等高为此煤矿生产的安全性及高效性关系到我国国民经传输速度12MBbps1Mbps济的总体发展，但由于种种原因，煤矿事故屡有发通讯距离50m10m生，特别是在发生事故时，矿工在井下分布状况及人频段。篙2．4GHz数的不确定性给事故救援带来很大困难，在一定程国际标

3、准标准尚未制定IEEE80z．s．x：EEs。2．s．度上影响了我国构建社会主义和谐社会的进程。文玉煤矿“一井两面”，采用机械化采全高的开采通过表1可以看出，Zigbee技术除通讯速度欠方式，Ⅲ一2、Ⅳ一2煤层开拓分层布置、避茬顺采。出于佳外，其他方面均具备一定优势，为此本系统选取基煤矿安全生产中以人为本的原则及要求，为实时了解于Zigbee技术的无线模块来实现人员定位。井下人员分布状况及精确定位，文玉煤矿采取了基于传输总线方式选择：井下定位系统选择总线的Zigbee技术的井下人员定位系统。本文

4、研究目的是通方式作为主传输途径实现井下作业人员的定位。目过对该系统的原理及日常运行情况进行研究，为探索前国际上比较流向的现场总线分为CAN和RS485一种新型的人员定位系统提供一种选择。两种方式，具体特点如表2所示。表2CAN总线与RS485总线技术比较l实现功能(1)能实时动态的显示井下1二作人员的位置、所在区域，并支持多种查询方式。低删(2)具备寻呼功能，调度室可通过本系统呼叫井下任意一位_丁作人员。等。呲lE(3)当发生突发事故后可对全矿或某特定区域进行报警，通知相关工作人员迅速撤离；当员

5、工在井下停留时间过长时，系统可实现超时报警功能。通过对比可以看出，CAN采用了新技术和独特(4)具备考勤功能，可显示过去2年内任意时问的设计，与R$485相比具有突出的可靠性、实时性和段内人员运行轨迹，精确显示上下井时间、下井次灵活性。RS485网络除了硬件成本开发难度比CAN数、时段及区域内人员数量等信息。网络稍有优势外，其他性能无可比性，为此CAN总(5)可根据矿井的生产状况对该系统进行扩增，线应用井下网络是一种比较有效的解决方案_6i。保证矿井正常的生产接续。3系统构成及实现功能2设备选型

6、本文设计的基于Zigbee技术和CAN总线技术井下无线通讯技术的选择：目前市面上应用的的井下人员定位系统由监控主机、井下读卡分站、移无线数据信息交换技术种类很多，所应用的领域也动读卡节点及矿山人员定位系统组成，分为井下定各有不同【I_，主流的无线通讯技术主要有RFID技术、位及井上监测两部分构成，如图1所示。Bluetooth技术、wi—Fi技术及最近兴起的Zigbee技术3．1井下定位·70·煤矿现代化2015耳第2期总第125期效的井下工作人员进行实时监控，为矿井的安全生[4】吕志安．Zig

7、bee网络原理与应用开发[MI．北京：北京航空产提供了重要保障。航天大学出版社，2007：121—126．(3)在调度室监测界面中可非常方便的对井下[5]IntanagonwiwatC，GovindanR，EstrinD．Directeddiffusion：a人员进行考情，并可自动形成考勤报表，进一步提高scalableandroubustcommunicationparadigmrsensor了矿井的自动化生产水平。networks[A】．Proceedingsofthe6thAnnualAC

8、MflEEEInternationalConferenceonMobileComputingand参考文献Networking[C]．NewYork：ACMPress，1999，174-185．【1】徐家伟，牛清伟．浅谈煤矿井下人员定位系统【J]．煤矿开【6]周克良，杨杰，焦海宁．矿山CAN总线数据采集系统的设采，2009，8(89)：72—73．计[J】．通信技术与设备，2003，9(23)：24—26．【2】魏煜欣．矿山井下人员定位系统中无线通讯技术研究与作者简介：开发[D】．湖南大学硕士学