基于JN5148的井下人員定位系統(tǒng)的研究.pdf

1、目前，煤礦在能源結(jié)構(gòu)中所占比重很大，且礦工下井采礦是獲取煤炭資源的主要途徑。井下環(huán)境復(fù)雜、危機(jī)四伏，很容易出現(xiàn)瓦斯爆炸、塌方等突發(fā)狀況。一旦發(fā)生事故，礦工隨時(shí)都有生命危險(xiǎn)，準(zhǔn)確獲取井下人員的位置對(duì)救援工作就顯得尤為重要。因此，本文設(shè)計(jì)了井下人員定位系統(tǒng)，旨在實(shí)時(shí)獲取井下人員的位置信息以提高救援的效率。
　　本文在對(duì)現(xiàn)有的定位原理及方法的研究基礎(chǔ)上，結(jié)合工程實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了單巷道縱向定位方法;采用TOF時(shí)間飛行測量法完成無線測距，解

2、決了井下復(fù)雜巖層環(huán)境致使電磁波信號(hào)嚴(yán)重衰減的問題;基于以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)，實(shí)現(xiàn)了定位數(shù)據(jù)的有線傳輸?？傮w方案采用有線和無線結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)定位數(shù)據(jù)的傳輸，通過對(duì)主站、輔站、標(biāo)示卡多處布點(diǎn)，匯總定位信息，然后以TCP/IP協(xié)議的客戶端模式上傳數(shù)據(jù)。根據(jù)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案，完成了主站板、輔站板和標(biāo)示卡的硬件電路設(shè)計(jì)。主站板以STM32F103為核心處理器，它結(jié)合網(wǎng)絡(luò)接口芯片W5100完成基于以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸、結(jié)合JN5148無線模塊完成無線傳

3、感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸;輔站板和標(biāo)示卡以JN5148為處理器，進(jìn)行無線數(shù)據(jù)的傳輸;系統(tǒng)使用Keil uVision4和Eclipse軟件開發(fā)環(huán)境完成了相關(guān)程序的設(shè)計(jì)。
　　在已研究成果的基礎(chǔ)上搭建了平臺(tái)，并在教學(xué)樓道及學(xué)校的空曠場地進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，記錄了450米范圍內(nèi)的有效數(shù)據(jù)，其誤差大于10米;在優(yōu)化阻抗匹配、改善天線增益、增加基于中值濾波及均值濾波的處理算法后，記錄了600米范圍內(nèi)的有效數(shù)據(jù)，其精度小于2.5米，且實(shí)際測量的極限距