资源描述：
《基于ZigBee技术的煤矿井下人员定位系统设计.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、文章编号:1004-5422(2008)04-0322-04基于ZigBee技术的煤矿井下人员定位系统设计1123李文江,陈宇,刘晓平,王军(1.辽宁工程技术大学电气与控制学院,辽宁葫芦岛125105;2.长春市质量监督检验院,吉林长春130012;3.比尔安全装备有限责任公司,辽宁抚顺113006)摘要:基于ZigBee技术,设计了煤矿井下人员定位系统.采用定位分站和读卡器可以实时对井下佩戴标识卡的人员进行定位、身份识别.由定位分站采集到的ID信息通过无线网络传送到地面,一方面实现了井下人员的考勤统计,另一方面为查询矿井中的人员分布情况提供了依据,实现高效救援,适用于各类环境
2、下煤矿的安全管理.关键词:ZigBee技术;煤矿井下人员定位系统;定位分站;标识卡中图分类号:TD76文献标识码:A0引言1煤矿井下人员定位系统的关键技针对目前煤矿井下普遍存在着入井人员管理术与功能困难,井上管理人员难以及时准确掌握井下人员1.1ZigBee技术的分布及作业情况,以及发生事故后对矿井人员ZigBee是短距离通信的一种新兴技术,它使用的抢救缺乏可靠的位置信息现状,最近几年,很多2.4GHz波段,采用跳频技术.ZigBee是由最多可的企业在已有监控系统的基础上陆续推出了基于达到65000个无线数据传输模块组成的一个无线无线通信识别技术的煤矿井下人员定
3、位系统,并数据传输网络平台,十分类似现有的移动通信的[1]已有30多家取得安标准许入井.目前推广应CDMA网或GSM网,每一个网络数据传输模块类用的产品主要是基于RFID(RadioFrequencyIdenti似移动网络的一个基站,在整个网络范围内,网络fication,即射频识别,俗称电子标签)技术,其优点之间可以进行相互通信;每个网络节点间的距离在于体积小、重量轻、便于携带,但该技术在使用可以从标准的75m,到扩展后的几百米,甚至几千中存在通信距离短的缺点,同时存在多人同时通米;另外整个网络还可以与现有的其他的各种网过无线基站时存在漏读卡现象,更无法实现井下[3]络连接.无线信号
4、的全覆盖和人员的精确定位,只能用于表1对ZigBee技术和目前已应用的人员定位简单的人员考勤管理,并且在进入煤矿时还必须系统中常用的RFID技术进行了比较.由于无源的[2]分散分批进入,使用效果不佳.RFID技术的传输距离较短,并不适用于井下人员基于ZigBee技术的煤矿井下无线网络通信系表1ZigBee技术与有源RFID技术的比较统则可以较有效地解决上述问题.我们设计的煤ZigBee[3]RFID[4,5]矿井下人员定位考勤系统采用最新的ZigBee无线读写器成本低(几百元左右)高(一万元左右)通信技术,实现了井下人员的精确定位和考勤,不有效距离m10~751~15仅在井下发生事故
5、时可起到重要作用,而且可用传输速率pbs250k64k采用协议802.15.4于日常的管理,比较适合煤矿企业的安全管理需通讯频道Hz868M915M2.4G2.4G求,具有较好的市场应用前景.实用性体积小,使用安装简单体积较大,不易安装收稿日期:2008-05-25.作者简介:李文江(1951!),男,教授,从事智能仪器仪表的开发与应用第4期李文江,等:基于ZigBee技术的煤矿井下人员定位系统设计∀323∀定位,所以在这里只对ZigBee技术与有源RFID技标识卡的主要功能是定时向系统发信号进行注术进行了比较.册,以此来实现人员的定位.由表1可以看出,ZigBee技
6、术相比有源RFID此外,整个系统由电源对无线基站进行供电,技术具有低成本、安全可靠、低功耗等多种优点,将井下非本安高压交流电转换成系统所需的本安所以在煤矿井下人员定位系统中我们采用了Zig低压直流电,并能够在断电情况下自动使用蓄电池Bee无线网络系统作为通信平台.进行供电,在通电情况下自动给蓄电池进行充电.1.2系统构成及主要性能1.3系统定位原理人员定位系统是一套分布式处理系统,同时在井下工作的每一位人员身上都带有标识也可以作为一个子系统并接入煤矿安全生产综合卡,它会定时地自动发出代表每一位人员的ID信监控系统中.整个人员定位系统的网络结构由地息的射频信号,由最近的定位分站接收,该
7、定位分面中心站、数据接口、人员定位分站、读卡器和标站将人员的识别卡的ID信息和自身定位分站的识卡等部分组成(见图1).地址信息相组合,经RS485总线发送给邻近的上一个定位分站,再由这个定位分站层层上传,直至发送到地面数据中心站,传入到信息处理平台,由信息处理平台的中心计算机进行对其进行数据分析、处理,并提供信息的查询、管理等功能.使管理者能实时地观察到在井下工作的工人的即时位置,实现井下人员定位的功能,并且能区分井下人
