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正文摘录:

2006年第23期惫第238机通过天线发射一定功率的射频信号，某点的射频信号强度，与该点距发射天线的距离的平方成反比，我们可以用公式：T，一KQ／R。来表示。这里，fr代表距离发射机R处的信号强度，Q代表发射机天线端的信号强度，而K则可以简单考虑为衰减系数，主要取决于发射和接收天线的高度，射频信号的频率，传输途径环境条件等因素。无线接收机B能否收到另一个相隔一定距离，使用相同信道和通信方式的无线发射机A所发射的信号，既取决于发射机A所发射的信号到达接收机B处的信号强度L，也取决于接收机B的接收灵敏度B。。当L大于B。时，B便可以收到A的信号。我们将距离A某个位置处的信号强度，刚好等于接收机B的接收灵敏度B。时的距离R。，称作为A相对于接收机B的覆盖半径。R。随丁。的增大和B。值(接收灵敏度的提高)的减小而增大。当A的位置固定，A的发射功率和B的接收灵敏度一定时，B只有当处于一个以A为圆心，R。为半径的一个固定范围内时，才能接收到A的信号。反之，将网络主要由监控中心及共享网络节点等组成；井下网络指由具有固定位置的微功率收发机组成的无线通信网络，每一个收发机就是一个监控节点或称网络主节点(FFD)。在定位区域图上，对每一个网络主节点的位置加以标识。如图1所示。B的位置固定，则只有当A进入到一个以B为圆心，R。为半径的一个固定范围内时，B才能接收到A的信号。在一般情况下，这个半径R。必须在经验和估算的基础上，经过现场实际测量得出。这个半径也就是B相对于发射机A的定位半径R。(_R。一R。)。在现场可以通过实测和公式丁r—KQ／R。算出定位点B定位范围内K的粗略值。B接收到的信号越强，A离B就越近。3无线网络定位系统定位系统是需要深入到环境十分复杂的煤矿井下工作，因此在设计方案时，除了考虑其功能外，在稳定性、可靠性、抗干扰能力、容错能力及异常保护等方面也进行了充分考虑。项目方案确定利用一种ZigB~!e微功率无线识别技术，开发相应的微功率收发机，即井下人员定位监控节点或称网络主节点(FFD)与微功率定位信号发射机即网络子节点(RFD)。在需要定位区域内，建立一个由地面控制中心和井下若干具有固定位置的微功率收发机，组成的无线网络通信系统与系统挂接，并与主系统以标准的SQI，一Server数据库进行后台数据交换从而实现井下作业人员的跟踪定位和安全管理。3.1系统组成(1)系统由井上网络与井下网络两部分组成。井上图1微功率无线网络定位系统(2)对需要定位的移动目标(井下工作人员、机动车等设备)进行标识，并在移动目标上安装微功率定位信号发射机(RFD)；(3)建立网络主节点与子节点之间，以及网络主节点与控制中心之间的通信联系；(4)根据网络主节点是否接收到某个移动目标的定位信号，以及接收到的定位信号的强度大小，从相关网络主节点的位置来确定该移动目标的位置。3.2硬件设计监控节点主要由无线射频收发器、微控制器、可调微功耗电压稳压器组成。设计中使用的Mcl3192根据I’EEES02.15.4标准设计，采用ZigBee·技术；全频谱编码和译码；经济高效的CM()S设计几乎不需要外部组件；具有抗干扰能力强、超低功率模式、性能稳定等优点。本设计采用的工作频率为2.4GHzISM频段，经过试验测试，证明在传输距离及数据可靠性等方面，可以达到本系统的功能要求。射频收发器与微控制器问利用SPI串行接口进行通信，如图2所示。3.3软件设计无线网络通信系统主要包括802.15.4无线通信模块、微控制器模块、接口、直流电源模块以及外部存储器等。802.15.4无线通信模块负责数据的无线收发，主要13