井下人员定位的无线通信系统设计.pdf

《井下人员定位的无线通信系统设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据文章编号：1671—4598(2007)09—1229—03中图分类号：TP911文献标识码：A井下人员定位的无线通信系统设计魏煜欣，林晕，彭楚武(湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙410082)摘要：近年来，煤矿高瓦斯矿井的数量在不断增加，矿难频频发生；为了有效进行矿工管理，保证抢险救灾、安全救护的高效运作，很有必要在矿井下建立人员定位系统；针对目前矿井井下通信系统功能不完善，技术与实现复杂的现状，设计了一种基于井下人员定位的无线通信监控系统；阐述了基于单片射频收发芯片nRF9E5的无线传输系统的结构功

2、能及工作原理，提出了系统的硬件设计、软件流程以及可靠的通信协议；实践表明，该系统控制简单，使用方便，工作稳定性很高，能够在井下可靠地实现点对多点的无线通信。关键词：人员定位；nRF9E5；具有避免冲突的载波侦听多路存取协议DesignofWirelessCommunicationSystemforPersonnelorientationinMineWeiYuxin，LinHui，PengChuwu(CollegeofE1ectricalandInformationEngineering，HunanUniversit

3、y，Changsha410082，China)Abstr．act：Thenumberofhighthicknessgasmineshasincreasedcontinuallyforrecentyearsandtheminedisastersoftenhappened．Itisnecessarytoestablishpersonnellocationsystemunderminesinordertoimprovethemanagementofminersandguaranteethehighefficiencies

4、ofrescueoperations．Withtheproblemsofincompletecommunicationfunctionandcomplicatedtechniquesandrealizationinmine，anwire—lesscommunicationsystembasedonpersonnelorientationisdeveloped．Thestructureandtheoperatingprincipleofthewirelesstransmissionsystembasedonsingl

5、echipRF(radiofrequency)transceivernRF9E5isgiven．Thehardwaredesign，softwareschemeandtrustycommuni—cationprotoc01sareputforwardalso．Thepracticeindicatesthatthissystemiseasytocontrolanduse，anditworksverystablyandcanre—alizewirelesscommuIlicationfromonetomanyrelia

6、blyinmine．Keywords：personnelorientation；nRF9E5；CSMA／CAO引言近年来，煤矿部门事故频发，给国家和人民带来了沉重的灾难。在我国矿山通常自动化程度不高的情况下，井下往往有大量流动作业人员，井下地形复杂给人员撤离和事故抢救带来极大困难。为准确、实时地掌握井下人员的工作情况，提高煤矿的安全生产管理水平，本系统采用射频SocnRF9E5来设计井下人员无线定位系统，以实现高灵敏度、低功耗、识别距离远、工作可靠的人员定位[1]。为满足快速、准确的技术要求，采用具有避免冲突的载波

7、侦听多路存取(CSMA／CA)协议，有效降低了点对多点数据通信的碰撞机率。1基于nRF9E5的井下人员定位系统设计1．1无线收发芯片nRDE5简介nRF9E5是NordicVLSI公司于2004一02一05推出的系统级RF芯片[“，该芯片内置nRF905433／868／915MHz收发器、高性能增强型51单片机和4输入10位80kspsA／D转换器，是真正的系统级芯片。其内置nRF905收发器，可以工作于ShockBurst(自动处理前缀、地址和CRC)方式。内置电压调收稿日期：2007一05—29；修回日期：20

8、07一06—23。基金项目：湖南省2006年度重点科技攻关项目(06SK2014)。作者简介：魏煜欣(1983一)，女，陕西省武功县人，硕士生，主要从事嵌入式系统及射频识别技术等方向的研究。整模块[3]，最大限度地抑制噪音，为系统提供1．9～3．6V的工作电压，待机功耗2弘A，全部高频元件集成，QFN5×5mm封装。由于nRF9E5功耗低，工作可靠，空旷地最