基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡的礦井機車定位系統(tǒng)的研究.pdf

1、在我國煤炭行業(yè)日趨國有化的背景下，煤礦安全生產(chǎn)和管理關系到國民經(jīng)濟的穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。礦井機車識別和定位系統(tǒng)的構建對煤礦生產(chǎn)管理步入現(xiàn)代化和智能化具有重大的實際意義。
　　 基于煤礦井下機車監(jiān)控一直是煤礦生產(chǎn)管理的薄弱環(huán)節(jié)，本文在分析國內(nèi)外礦井機車監(jiān)控技術的基礎上，針對傳統(tǒng)礦井機車運輸監(jiān)控系統(tǒng)無法完成的任務，構建了一種基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點定位的礦井機車監(jiān)控系統(tǒng)。論文首先研究和分析了基于IEEE802.15.4無線通信

2、協(xié)議的ZigBee技術，并將它和藍牙、紅外、Wi-Fi、UWB、NFC等短距離無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡技術進行比較，同時介紹了ZigBee網(wǎng)絡的拓撲結構、協(xié)議棧原理以及路由協(xié)議。根據(jù)礦井機車定位系統(tǒng)的需要，介紹了目前傳感器網(wǎng)絡中的定位技術，包括基于距離的TOA、TDOA、AOA、RSSI定位技術和距離無關的質(zhì)心、DV-Hop、APIT定位算法。并采用TI公司的CC2430/CC2431芯片設計了無線傳感網(wǎng)絡的協(xié)調(diào)器、參考節(jié)點和定位節(jié)點，包括硬件設計

3、和軟件設計。最后介紹了無線傳感器網(wǎng)絡仿真環(huán)境IAR的建立和配套的C51RF-CC2431-ZDK仿真器、綜合測試SPP軟件、SmartRF04 Flash Programmer物理地址修改軟件和Packet Sniffer數(shù)據(jù)分析儀的功能及使用步驟。采用Z-Location GUI定位圖形監(jiān)視軟件對基于ZigBee的井下無線傳感器網(wǎng)絡的性能進行驗證。
　　 基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡的自組織性、節(jié)點隨機布設和適應環(huán)境的特點能