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正文摘录:

柯建华等：基于ZigBee技术的煤矿井下人员定位系统研究基于ZigBee技术的煤矿井下人员定位系统研究柯建华’，申红军。，魏学业’(1.北京交通大学电信学院北京100044；2.新疆工业高等专科学校新疆乌鲁木齐830091)摘要：基于对ZigBee技术的研究，设计了一种煤矿井下人员定位系统。采用微功率无线收发器(FFD)可以实时对井下佩戴微功率定位信号发射机(RFD)的工作人员进行定位、身份识别。由无线收发器采集到的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，适用于各类环境下煤矿的安全管理。关键词：ZigBee；FFD；RFD；人员定位系统中图分类号：TP202文献标识码：A文章编号：1004—373X(2006)23—012～03StudyontheZigBeeTechnology——basedPersonnelPositionSystemoftheUndergroundCoalMineKEJianhua’，SHENHongJun。，WEIXueye’(1.SchoolofElectronicandInformationEngineering，BeijingJiaotongUniversity，Beijing，100044，China；2.XiniiangPolytechnicalCollege，Urumqi，830091，China)Abstract：ZigBeetechnology—basedpersonnelpositionsystemisdesignedinthispaper.Thesystemcanmonitortheloca—tionsandidentifythestatusofthepersonnelwiththeRFDintheundergroundcoalmine.ThepersonnelinformationcanbecollectedbytheFFDandtransmittedtomonitorcenterbythewirelessnetwork.Thesystemcangetpersonnelstatisticsinfor—mationandinquirethepersonneldistributedinformationrapidlyforthesafetyofthecoalmine.Inaddition，thissystemisa—daptedtocoalminesecuritymanagementinvarioussituations.Keywords：ZigBee；FullFunctionalDevice；ReducedFunctionalDevice；personnelpositionsystem1引言由于煤矿生产的特殊性，水、火、瓦斯、煤尘、顶板等自然灾害时刻都在威胁矿井工作人员的生命安全，矿井重大灾害及伤亡事故随时都有可能发生。目前，煤矿井下普遍存在入井人员管理困难，难以及时掌握井下人员的动态分布及作业情况，一旦事故发生，对井下人员的抢救缺乏可靠信息，抢险救灾、安全救护的效率低。因此煤矿行业迫切需要井下人员定位系统，工作人员佩戴RFD通过网络主节点FFD向监控中心传送他们的位置信息，实时掌握每个人在井下的位置及活动轨迹，对煤矿的安全生产将有积极作用，在一定程度上减少人员伤亡。平时，上传的位置信息也可以用做工作人员的考勤记录。2ZigBee技术2.1ZigBee背景简介使用无线电台来进行信号标杆定位的方法(AVI。)，最早见于上世纪80年代末期美国和欧洲铁路系统，以及美国和加拿大城市公共交通运输系统。由于当时的集成技术、射频技术和网络技术水平的限制，使得这种方法无论收稿日期：2006—05—1912在经济上还是具体问题的解决上都受到较大的限制。而ZigBee新技术的出现，无疑在很大程度上打破了这种限制，为这种信号标杆定位的方法打开了广阔的应用空间，特别是对中国这样人口密集的发展中国家。ZigBee是IEEES02.15.4标准的扩展集，IEEES02.15.4工作组主要负责制订物理层及MAC层的协议，ZigBee定义了应用层和安全方面的规范。正式的IEEE802.15.4协议已于2004年上半年发布，部分公司的芯片和产品也已面市。ZigBee技术符合行业标准，他提供了互操作性，使不同厂商之间的设备能够进行通信，并为系统集成商和客户提供灵活的购买选择，还可以降低原始设备厂商(OEM)的成本。ZigBee技术是一种结构简单、低功耗、低数据速率、低成本和高可靠性的双向微功率网格式无线接入技术.介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案，此前被称作“Hom—eRFI。ite”或“FireFly”无线技术，主要用于近距离无线连接。最重要的是ZigBee技术支持地理定位功能，他工作于无需注册的2.4GHzISM频段，传输速率为250kb／S，传输距离可以从标准的75m，到扩展后的几百In，甚至几km，利用ZigBee技术可由多到65000个无线微功率收发机组成一个庞大而有效的无线数传网络平台。2.2ZigBee定位原理无线信号的传输：在开阔空间条件下，一个无线发射