本文關鍵詞：基于Zigbee井下人員定位系統(tǒng)構建與開發(fā)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著國家越來越重視金屬礦山的安全生產工作以及現代管理金屬礦石的需求,井下人員定位和金屬礦山安全監(jiān)測系統(tǒng)越來越體現出其重要性,它們在金屬礦安全生產方面具有舉足輕重的作用。目前國內外所提出的大部分定位系統(tǒng)中,存在很多的缺點,比如定位不精確,設備功耗大,網絡組織性能差,這些都會影響到最后礦井人員的救援,造成不必要的人員損失。因此,研究一項井下礦工定位監(jiān)控軟件系統(tǒng)的課題是非常重要的,具有一定的社會價值。本文以Zigbee無線傳感器網絡技術為基礎。針對以往定位系統(tǒng)的缺點進行需求分析,分析包括井下環(huán)境的定位特點、井下人員的定位功能和性能需求。在需求分析的基礎上,深入研究常用定位技術,最終選擇RSSI定位技術來實現定位過程。以需求分析和RSSI定位算法為依據,為礦井定位系統(tǒng)設計模型,模型包括井上與井下兩部分,井下是硬件設備網絡環(huán)境的搭建,井上是管理人員上位機的原型定位軟件系統(tǒng)；在設計定位系統(tǒng)模型的過程中,還對模型的定位過程做了深入的研究,分析了主動定位過程與被動定位過程,為硬件網絡環(huán)境的搭建打下了堅實的理論基礎。對Zigbee硬件設備研究并熟悉后,在實驗室進行網絡環(huán)境的搭建,為了驗證設備能夠正常運行,還做了定位測試實驗。為了滿足定位具有一定的精確度,對參考節(jié)點的部署做了相關研究,最終部署合適數量的參考節(jié)點以及適當的參考節(jié)點間距來使得定位更加精確。建立具有一定精確度的Zigbee無線網絡環(huán)境后,在此基礎上進行二次開發(fā),設計主要功能模塊,其中人員定位和軌跡回放是軟件的核心功能,為井下人員定位開發(fā)一套有效的定位原型系統(tǒng)。通過對課題的深入研究,本文得到的研究成果有：在分析井下環(huán)境的基礎上,對人員定位的功能和性能做了進一步完善；所設計的系統(tǒng)模型,適用于目前國內大部分的中小型礦井；深入研究了成都無線龍公司的Zigbee定位設備,并做了參考節(jié)點與定位精確度相關性的測試；軟件系統(tǒng)實現了人員定位與軌跡回放,在實際中對救援工作有著極大的幫助。
【關鍵詞】：無線傳感器網絡 ZigBee 人員定位 礦井
【學位授予單位】：西安工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TD76;TN92
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 課題研究背景和研究意義9
• 1.2 國內外研究現狀9-15
• 1.3 研究的目的15
• 1.4 論文研究的主要內容15-17
• 1.5 本章小結17-18
• 2 ZigBee技術18-28
• 2.1 ZigBee的定義18-20
• 2.2 ZigBee協議20-21
• 2.3 ZigBee協議棧簡介21-24
• 2.4 ZigBee尋址模式24-25
• 2.5 ZigBee網絡拓撲結構25
• 2.6 ZigBee的特征25-27
• 2.7 本章小結27-28
• 3 定位原理和定位算法分析28-36
• 3.1 井下人員定位的需求分析28
• 3.1.1 分析井下特點28
• 3.1.2 井下人員定位的功能需求28
• 3.1.3 井下人員定位的性能需求28
• 3.2 常用定位技術28-29
• 3.2.1 無參考點的定位技術28-29
• 3.2.2 有參考點的定位技術29
• 3.2.3 兩個相比較29
• 3.3 TOA定位技術29
• 3.4 TDOA定位技術29
• 3.5 AOA定位技術29-30
• 3.6 RSSI定位技術30-32
• 3.7 礦井定位系統(tǒng)模型的設計32-33
• 3.8 系統(tǒng)模型的定位過程33-35
• 3.8.1 被動定位過程33-34
• 3.8.2 主動定位過程34-35
• 3.9 本章小結35-36
• 4 網絡環(huán)境搭建與實驗驗證36-56
• 4.1 系統(tǒng)硬件設備36-41
• 4.1.1 C51RF-CC2431-ZDK在線仿真器36-37
• 4.1.2 網絡液晶擴展板37-38
• 4.1.3 電池板38-39
• 4.1.4 串口電路39
• 4.1.5 CC2431/CC2430無線定位引擎裝置39-41
• 4.2 硬件系統(tǒng)的軟件開發(fā)平臺IAR Embedded Workbench41-42
• 4.3 各設備程序的加載42-45
• 4.3.1 硬件連接42-43
• 4.3.2 網關(COORD)程序加載43-44
• 4.3.3 參考節(jié)點(ROU)程序加載44-45
• 4.3.4 移動節(jié)點(BlindNode)程序加載45
• 4.4 定位實驗45-49
• 4.5 參考節(jié)點的部署原則49
• 4.6 參考節(jié)點部署與定位精確度相關性的研究49-55
• 4.6.1 參考節(jié)點的數量與定位精確度50-53
• 4.6.2 參考節(jié)點的距離與定位精確度53-55
• 4.7 本章小結55-56
• 5 人員定位軟件原型系統(tǒng)的設計與實現56-62
• 5.1 主要功能模塊56-57
• 5.2 配置功能57-58
• 5.2.1 地圖配置57
• 5.2.2 人員配置57-58
• 5.3 數據采集58
• 5.4 數據顯示58-59
• 5.5 軌跡回放59-60
• 5.6 人員歷史分布60
• 5.7 人員實時查詢60-61
• 5.8 本章小結61-62
• 6 結論62-63
• 6.1 總結62
• 6.2 下一步的工作展望62-63
• 參考文獻63-66
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文66-67
• 致謝67-69

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前2條

1 孫恩吉;李仲學;李翠平;;基于RFID及WSN技術的礦山實時三維定位及災害預警平臺[J];中國安全生產科學技術;2009年03期

2 王福豹,史龍,任豐原;無線傳感器網絡中的自身定位系統(tǒng)和算法[J];軟件學報;2005年05期

中國碩士學位論文全文數據庫 前1條

1 韓麗娜;基于ZigBee的礦井人員管理系統(tǒng)設計[D];同濟大學;2007年

  本文關鍵詞：基于Zigbee井下人員定位系統(tǒng)構建與開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：350042