本文關(guān)鍵詞：基于ZigBee技術(shù)的煤礦井下人員定位系統(tǒng)的研究

  更多相關(guān)文章： ZigBee 煤礦 井下人員定位 以太網(wǎng) 近距離通信 RSSI算法

【摘要】：近年來,煤礦作為我國主要能源之一,開采量在不斷增多,國家對煤礦安全生產(chǎn)的要求也越來越高。提高生產(chǎn)安全性就能有效的保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全,奠定改革開放、經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會穩(wěn)定的基礎(chǔ),推進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步。作為煤礦六大避險(xiǎn)系統(tǒng)之一的人員定位系統(tǒng)在提高煤礦生產(chǎn)的安全性方面有著重要的地位。 本文針對井下定位系統(tǒng)現(xiàn)狀,對以ZigBee為主要技術(shù)的定位系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。文中對各種常用的無線通信技術(shù)作了介紹,并通過對比分析,說明了ZigBee技術(shù)在煤礦井下定位系統(tǒng)中的優(yōu)勢。在算法的選擇上通過對比,選擇了更適合井下曲折環(huán)境的改進(jìn)RSSI算法,該算法在提高定位系統(tǒng)精度上有更好的表現(xiàn)。定位系統(tǒng)分為井上和井下,本文針對井下部分的軟硬件作出了較詳細(xì)的設(shè)計(jì),并為實(shí)現(xiàn)井下和井上的數(shù)據(jù)傳輸使用了ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)相結(jié)合的方案。選用CC2530擔(dān)當(dāng)井下ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的組建,軟件開發(fā)平臺使用的是ZStack。井下定位系統(tǒng)由標(biāo)識儀器、參考位置節(jié)點(diǎn)和井下信息聯(lián)絡(luò)分站共同組成。設(shè)計(jì)井下信息聯(lián)絡(luò)分站時(shí)考慮到需要實(shí)現(xiàn)無線和有線之間的數(shù)據(jù)傳輸以及優(yōu)良性能等因素,選用了LPC2378與CC2530相結(jié)合的方式。參考位置節(jié)點(diǎn)分布在井下各個(gè)重要地點(diǎn)收集RSSI值,由礦工攜帶的標(biāo)識儀器將井下位置信息傳送至井上經(jīng)處理后最終達(dá)到定位目的。 改進(jìn)后的ZigBee定位系統(tǒng)具有測定位置準(zhǔn)確、安裝擺放輕松、造價(jià)成本低廉等優(yōu)點(diǎn),具有很好的社會與經(jīng)濟(jì)效益。
【關(guān)鍵詞】：ZigBee 煤礦 井下人員定位 以太網(wǎng) 近距離通信 RSSI算法
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TD76;TN92
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-16
• 1.1 論文研究背景12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容13-16
• 2 近距離無線通信技術(shù)概述16-24
• 2.1 近距離無線傳輸技術(shù)概述16-17
• 2.2 ZigBee技術(shù)概述17-23
• 2.2.1 ZigBee技術(shù)簡介17
• 2.2.2 ZigBee技術(shù)的特點(diǎn)17-18
• 2.2.3 ZigBee協(xié)議棧結(jié)構(gòu)18-21
• 2.2.4 ZigBee拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)21-22
• 2.2.5 ZigBee的應(yīng)用22-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 3 煤礦井下定位系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)24-28
• 3.1 系統(tǒng)的組成及具備的功能24-26
• 3.2 系統(tǒng)工作原理介紹26
• 3.3 本章小結(jié)26-28
• 4 煤礦井下定位系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)28-48
• 4.1 ZigBee模塊的選擇28-32
• 4.1.1 ZigBee主要模塊介紹28
• 4.1.2 兩種SoC芯片的選擇28-30
• 4.1.3 CC2530模塊介紹30-32
• 4.2 標(biāo)識儀器設(shè)計(jì)32-34
• 4.3 參考位置節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)34-35
• 4.4 煤礦井下信息聯(lián)絡(luò)分站設(shè)計(jì)35-46
• 4.4.1 煤礦井下信息聯(lián)絡(luò)分站結(jié)構(gòu)35-38
• 4.4.2 ARM最小系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)38-40
• 4.4.3 SD卡存儲模塊設(shè)計(jì)40-41
• 4.4.4 電源模塊設(shè)計(jì)41-42
• 4.4.5 以太網(wǎng)模塊設(shè)計(jì)42-46
• 4.5 本章小結(jié)46-48
• 5 定位系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)48-72
• 5.1 算法的選擇48-49
• 5.1.1 RSSI算法介紹48
• 5.1.2 RSSI算法的改進(jìn)48-49
• 5.2 ZigBee開發(fā)平臺49-50
• 5.3 ZigBee工程模塊設(shè)計(jì)50-54
• 5.4 ZigBee的組網(wǎng)過程54-63
• 5.4.1 井下信息聯(lián)絡(luò)分站創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)55-57
• 5.4.2 參考節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)57-60
• 5.4.3 標(biāo)識儀器加入網(wǎng)絡(luò)60-63
• 5.5 井下信息聯(lián)絡(luò)分站軟件設(shè)計(jì)63-68
• 5.5.1 ZigBee模塊軟件設(shè)計(jì)63-66
• 5.5.2 ARM模塊軟件設(shè)計(jì)66-68
• 5.6 參考節(jié)點(diǎn)工作流程68-70
• 5.7 標(biāo)識儀器工作流程70-71
• 5.8 本章小結(jié)71-72
• 6 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)72-76
• 6.1 兩種算法的仿真實(shí)驗(yàn)72-73
• 6.2 模擬井下環(huán)境實(shí)驗(yàn)73-74
• 6.2.1 實(shí)驗(yàn)過程73
• 6.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)論73-74
• 6.3 本章小結(jié)74-76
• 7 總結(jié)與展望76-78
• 參考文獻(xiàn)78-84
• 致謝84-86
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果86

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：651089