入井人員跟蹤定位系統(tǒng)方案選擇及基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的人員跟蹤定位系統(tǒng).pdf

1、煤礦入井人員的跟蹤定位技術(shù)，在國(guó)內(nèi)外目前仍然是一個(gè)空白領(lǐng)域，傳統(tǒng)的井下人員跟蹤定位方式是以人為主要因素，缺乏定量指標(biāo)，準(zhǔn)確性差，越來(lái)越不適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。 在國(guó)外，井下人員的跟蹤定位信號(hào)一般是通過(guò)紅外等無(wú)線方式經(jīng)過(guò)泄漏電纜傳輸?shù)降孛?，地面的?jì)算機(jī)可對(duì)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而判斷井下人員所在的地段。美國(guó)、日本等國(guó)家的一些煤礦已實(shí)現(xiàn)了全礦下井入員的跟蹤定位，但這種方式造價(jià)非常高。國(guó)內(nèi)目前所使用的井下人員跟蹤技術(shù)，實(shí)際上僅僅是射頻

2、卡(RFID)一種考勤記錄系統(tǒng)，而非真正的人員跟蹤定位系統(tǒng)，這種方法是在礦井進(jìn)口處，或其它井下一些關(guān)鍵通道口，使用射頻卡(RFID)讀取(刷卡)的方法對(duì)入井人員進(jìn)行登記記錄來(lái)跟蹤的方法。此種RFID射頻讀寫(xiě)系統(tǒng)，包括SuperRFID，不僅不能實(shí)現(xiàn)真正意義上的井下人員定位跟蹤，無(wú)法實(shí)時(shí)地報(bào)告井下人員的具體位置，而且，也無(wú)助于改善現(xiàn)有安全生產(chǎn)要素的監(jiān)控系統(tǒng)，只能作為下井人員的考勤登記。煤炭科學(xué)研究總院曾研制過(guò)失蹤人員尋找儀，主要是尋找事故

3、發(fā)生后的人員位置，搜尋范圍在十幾米以內(nèi)，尚無(wú)法對(duì)下井人員的井下全方位跟蹤定位。根據(jù)目前中國(guó)煤礦安全生產(chǎn)所面臨的嚴(yán)峻形勢(shì)，如何建立一個(gè)精確、便捷的井下人員定位系統(tǒng)，得到國(guó)內(nèi)各級(jí)政府的極大關(guān)注。 現(xiàn)今，國(guó)內(nèi)煤礦安全生產(chǎn)的要求越來(lái)越高，因此建立可靠實(shí)用的煤礦井下人員跟蹤定位系統(tǒng)對(duì)煤礦的安全生產(chǎn)管理有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。本論文設(shè)計(jì)的是基于Zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的一種經(jīng)濟(jì)、適用的井下人員跟蹤定位系統(tǒng)。Zigbee身份識(shí)別模塊是SOC集成芯

4、片帶有獨(dú)立的存取設(shè)置，可以存取一定的信息量，有信號(hào)的交換功能，能做到真正的人員跟蹤與定位。在單個(gè)芯片上集成了Zigbee RF前端、128 KB閃存、8 KB RAM(隨機(jī)存取存貯器)，以及8051八位MCU(微程序控制器)核，是高度整合的系統(tǒng)級(jí)射頻收發(fā)器。 文章中將短距離、免費(fèi)通信新秀Zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、有源RFID進(jìn)行了比較，基于兩者的優(yōu)劣本文采用先進(jìn)的Zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，和射頻集成芯片技術(shù)、成都西谷公司的無(wú)線網(wǎng)

5、絡(luò)傳輸技術(shù)、微功率無(wú)線網(wǎng)絡(luò)定位專利技術(shù)，設(shè)計(jì)出井下人員跟蹤定位系統(tǒng)。論文介紹了此系統(tǒng)的構(gòu)成及功能特點(diǎn)等。該系統(tǒng)提出了一種定性定量的評(píng)估方式，采用短距離通信新秀Zigbee將終端身份識(shí)別信號(hào)等(傳感器收集的)各種參數(shù)傳至坑道上的網(wǎng)關(guān)，再利用有線方式將網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)傳輸至地面上的中央控制計(jì)算機(jī)，數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析比較，以經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法，實(shí)現(xiàn)了井下人員的定位和各種安全生產(chǎn)要素的無(wú)人自動(dòng)采集，其選題具有重要理論意義和實(shí)用價(jià)值。 此系統(tǒng)是2

6、.4GHz新一代人員跟蹤定位系統(tǒng)，采用國(guó)際最新Zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的將井下各個(gè)區(qū)域人員的動(dòng)態(tài)情況反映到地面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使管理人員能夠隨時(shí)掌握井下人員的分布狀況和每個(gè)下井人員的入井、升井時(shí)間及運(yùn)動(dòng)軌跡，以便于進(jìn)行更加合理的管理。從而，在事故發(fā)生前，安全生產(chǎn)監(jiān)控中心可以隨時(shí)掌握井下不同位置的各種安全生產(chǎn)的要素，從而采取積極有效的預(yù)防措施；當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，救援人員也可根據(jù)井下人員定位系統(tǒng)所提供的記錄、圖形，迅速了解有關(guān)人員的