基于ZigBee的礦山井下人員定位系統(tǒng)的設計和研究.pdf

1、近年來，隨著礦井重大事故的頻發(fā)，尤其是大量礦工被困井下等待施救時，由于沒有準確位置信息，應急救援效率較低，造成巨大人員傷亡及財產損失。2010年國家安監(jiān)總局制定的《金屬非金屬地下礦山安全避險“六大系統(tǒng)”安裝使用和監(jiān)督檢查暫行規(guī)定》中，規(guī)定了人員定位系統(tǒng)為六大系統(tǒng)之一。因此，研究礦山井下人員定位技術，滿足井下人員定位的需求，在安全工程領域有著重要的意義。然而，傳統(tǒng)的有線通信技術因其布線不便、故障率高等缺陷已經無法滿足井下人員定位系統(tǒng)的需要

2、，而日益興起的無線傳感器網絡（Wireless Sensor Network，WSN）技術卻能很好的解決這類問題，并且有更好的應用。WSN是一種無線智能監(jiān)測網絡技術，融合了現代化的傳感器技術、嵌入式技術和無線通信技術等。本論文以礦井安全作為研究對象，通過WSN技術進行礦井人員定位系統(tǒng)的設計和研究，重點對無線通信技術、系統(tǒng)設計、基于系統(tǒng)的路由算法和人員定位算法進行分析研究。主要研究內容如下：
　?。?）對 ZigBee、RFID等五

3、類無線通信技術進行對比，重點對ZigBee技術的基本原理、特點、優(yōu)勢以及在礦井人員定位系統(tǒng)的應用進行分析，研究發(fā)現 ZigBee技術更適用于井下人員定位系統(tǒng)的應用。并設計基于ZigBee的井下人員定位系統(tǒng)的架構。
　?。?）對路由算法進行研究。分析 WSN路由算法與傳統(tǒng)路由算法的區(qū)別和特性，再根據井下的實際情況進行節(jié)點部署分析，最后選取獨頭掘進巷道設計出一種基于能量識別的路由算法，此算法硬件要求低，能量分配均勻，并且提高網絡的生存