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《基于ZigBee技術(shù)的煤礦井下人員定位系統(tǒng)設(shè)計.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、文章編號:1004-5422(2008)04-0322-04基于ZigBee技術(shù)的煤礦井下人員定位系統(tǒng)設(shè)計1123李文江,陳宇,劉曉平,王軍(1.遼寧工程技術(shù)大學(xué)電氣與控制學(xué)院,遼寧葫蘆島125105;2.長春市質(zhì)量監(jiān)督檢驗院,吉林長春130012;3.比爾安全裝備有限責(zé)任公司,遼寧撫順113006)摘要:基于ZigBee技術(shù),設(shè)計了煤礦井下人員定位系統(tǒng).采用定位分站和讀卡器可以實時對井下佩戴標識卡的人員進行定位、身份識別.由定位分站采集到的ID信息通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送到地面,一方面實現(xiàn)了井下人員的考勤統(tǒng)計,另一方面為查詢礦井中的人員分布情況提供了依據(jù),實現(xiàn)高效救援,適用于各類環(huán)境
2、下煤礦的安全管理.關(guān)鍵詞:ZigBee技術(shù);煤礦井下人員定位系統(tǒng);定位分站;標識卡中圖分類號:TD76文獻標識碼:A0引言1煤礦井下人員定位系統(tǒng)的關(guān)鍵技針對目前煤礦井下普遍存在著入井人員管理術(shù)與功能困難,井上管理人員難以及時準確掌握井下人員1.1ZigBee技術(shù)的分布及作業(yè)情況,以及發(fā)生事故后對礦井人員ZigBee是短距離通信的一種新興技術(shù),它使用的搶救缺乏可靠的位置信息現(xiàn)狀,最近幾年,很多2.4GHz波段,采用跳頻技術(shù).ZigBee是由最多可的企業(yè)在已有監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上陸續(xù)推出了基于達到65000個無線數(shù)據(jù)傳輸模塊組成的一個無線無線通信識別技術(shù)的煤礦井下人員定
3、位系統(tǒng),并數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)平臺,十分類似現(xiàn)有的移動通信的[1]已有30多家取得安標準許入井.目前推廣應(yīng)CDMA網(wǎng)或GSM網(wǎng),每一個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模塊類用的產(chǎn)品主要是基于RFID(RadioFrequencyIdenti似移動網(wǎng)絡(luò)的一個基站,在整個網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi),網(wǎng)絡(luò)fication,即射頻識別,俗稱電子標簽)技術(shù),其優(yōu)點之間可以進行相互通信;每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的距離在于體積小、重量輕、便于攜帶,但該技術(shù)在使用可以從標準的75m,到擴展后的幾百米,甚至幾千中存在通信距離短的缺點,同時存在多人同時通米;另外整個網(wǎng)絡(luò)還可以與現(xiàn)有的其他的各種網(wǎng)過無線基站時存在漏讀卡現(xiàn)象,更無法實現(xiàn)井下[3]絡(luò)連接.無線信號
4、的全覆蓋和人員的精確定位,只能用于表1對ZigBee技術(shù)和目前已應(yīng)用的人員定位簡單的人員考勤管理,并且在進入煤礦時還必須系統(tǒng)中常用的RFID技術(shù)進行了比較.由于無源的[2]分散分批進入,使用效果不佳.RFID技術(shù)的傳輸距離較短,并不適用于井下人員基于ZigBee技術(shù)的煤礦井下無線網(wǎng)絡(luò)通信系表1ZigBee技術(shù)與有源RFID技術(shù)的比較統(tǒng)則可以較有效地解決上述問題.我們設(shè)計的煤ZigBee[3]RFID[4,5]礦井下人員定位考勤系統(tǒng)采用最新的ZigBee無線讀寫器成本低(幾百元左右)高(一萬元左右)通信技術(shù),實現(xiàn)了井下人員的精確定位和考勤,不有效距離m10~751~15僅在井下發(fā)生事故
5、時可起到重要作用,而且可用傳輸速率pbs250k64k采用協(xié)議802.15.4于日常的管理,比較適合煤礦企業(yè)的安全管理需通訊頻道Hz868M915M2.4G2.4G求,具有較好的市場應(yīng)用前景.實用性體積小,使用安裝簡單體積較大,不易安裝收稿日期:2008-05-25.作者簡介:李文江(1951!),男,教授,從事智能儀器儀表的開發(fā)與應(yīng)用第4期李文江,等:基于ZigBee技術(shù)的煤礦井下人員定位系統(tǒng)設(shè)計?323?定位,所以在這里只對ZigBee技術(shù)與有源RFID技標識卡的主要功能是定時向系統(tǒng)發(fā)信號進行注術(shù)進行了比較.冊,以此來實現(xiàn)人員的定位.由表1可以看出,ZigBee技
6、術(shù)相比有源RFID此外,整個系統(tǒng)由電源對無線基站進行供電,技術(shù)具有低成本、安全可靠、低功耗等多種優(yōu)點,將井下非本安高壓交流電轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)所需的本安所以在煤礦井下人員定位系統(tǒng)中我們采用了Zig低壓直流電,并能夠在斷電情況下自動使用蓄電池Bee無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)作為通信平臺.進行供電,在通電情況下自動給蓄電池進行充電.1.2系統(tǒng)構(gòu)成及主要性能1.3系統(tǒng)定位原理人員定位系統(tǒng)是一套分布式處理系統(tǒng),同時在井下工作的每一位人員身上都帶有標識也可以作為一個子系統(tǒng)并接入煤礦安全生產(chǎn)綜合卡,它會定時地自動發(fā)出代表每一位人員的ID信監(jiān)控系統(tǒng)中.整個人員定位系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由地息的射頻信號,由最近的定位分站接收,該
7、定位分面中心站、數(shù)據(jù)接口、人員定位分站、讀卡器和標站將人員的識別卡的ID信息和自身定位分站的識卡等部分組成(見圖1).地址信息相組合,經(jīng)RS485總線發(fā)送給鄰近的上一個定位分站,再由這個定位分站層層上傳,直至發(fā)送到地面數(shù)據(jù)中心站,傳入到信息處理平臺,由信息處理平臺的中心計算機進行對其進行數(shù)據(jù)分析、處理,并提供信息的查詢、管理等功能.使管理者能實時地觀察到在井下工作的工人的即時位置,實現(xiàn)井下人員定位的功能,并且能區(qū)分井下人
