逖偲高Zigbee矿井无线定位系统

Zigbee矿井无线定位系统煤炭工业是国民经济的基础，因此，煤炭行业的安全生产工作也得到了国家的高度重视。但是，由于各种原因，矿井下的安全事故仍会不断发生，而地面工作人员往往难以掌握井下人员的位置，一旦出现灾情，对被困人员的救援缺乏可靠的信息，而造成人员伤亡和财产损失。因此，实现煤矿井下的无线通信，准确获知井下工作人员的位置和数量具有十分重要的意义”。为此，笔者提出了基于ZigBee技术的矿井人员定位系统。1系统功能ZigBee的无线定位系统经济实用，工作可靠，可实现对井下工作人员的精确跟踪定位。该系统不但在发生事故时可发挥重要作用，也可对工作人员进行13常管理；既可对井下进行环境监测，也可完成人员定位任务。系统工作时，监控中心与终端可实现双向通信，即监控中心可以广播报警信号通知作业人员，作业人员也可以发送异常求救信号到监控中心。2矿井ZigBee网络的构建及硬件实现

2.1ZigBee网络的构建

工作人员作为ZigBee的终端节点，随身携带RFD设备（使用电池供电），与上层的基站保持无线联络。由于井下工作人员数量较多，故基站采用分区域设置。考虑到突发情况，为了避免节点出现故障而与网络断开，可以采用网状网络（mesh）组网，这样可保证数据不丢失。在网状网络的拓扑结构中，当其中某一个基站（Router）出现故障时，则数据流选择其他的基站进行数据流的传输。考虑到巷道较深，故基站之问采用无线电波接力的方式实现无线通信的连接。数据经网关实时汇总后发送到PC机，在监控终端可以实时获取井下工作人员的集体信息。FFD设备作为网关，采用有线电缆供电方式，同时要设有备用电源，防止灾害发生时由于电缆中断而无法正常工作。2.2网络的硬件实现 井下无线通信网络硬件实现方式如图1所示，其中电子标签由井下人员随身携带，作为终端节点，分布在各个巷道内，数量可以很多，实时与上层路由基站之间进行信息的传递和接收，终端（End device）节点彼此之间不能进行通信，只能与上层的基站进行通信。每个可作为管理节点，分布在各个巷道内，主要用于接收来自终端基站的信息并进行信息汇总，然后将收集并处理过的数据发送到网关。在网络中可以根据需求来选择基站个数，使其有效地管理各个巷道。网关的主要任务是对来自各基站的数据进行处理，经RS-232总线传递到PC机。3无线定位系统的实现3.1无线定位系统的硬件实现 通信的实现： （1）“待定位标签”即为井下工作人员随身携带的终端标签，由于人员是不断流动的，因此终端标签分布在巷道的任意位置，并与基站进行无线连接用于数据传输。 （2）分布在各个巷道内位置固定的基站组成了网络，其中基站与待定位标签之间采用无线通信方式进行链接和数据传输，而各基站之问则采用无线电波接力的方式。最后基站将收到所有信息汇总到网关。 （3）网关对接收到的数据进行处理，然后经RS.232总线将数据输送到地面的监控终端，实时显示待定位标签（即工作人员）的动态信息。4结语 目前，国内外已有的井下监控与人员定位系统不能及时提供井下人员的动态分布情况及作业情况等信息，一旦出现事故，很难进行营救工作。因此，了解井下工作人员的动态信息对于解决灾后的救援显得非常重要。针对该问题设计的基于ZigBee的矿井无线定位系统，技术先进，功能完备，具有很高的实际应用价值。