基于ZigBee技术的矿井人员定位系统的设计

1、基于基于ZigBeeZigBee技术的矿井人员定技术的矿井人员定位系统的设计位系统的设计信息2班-小马驹 -吴小三 -闫大受名称来源： 蜜蜂的八字舞蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。Zigbee的由来： 在蓝牙技术的使用过程中，人们发现蓝牙技术尽管有许多优点，但仍存在许多缺陷。对工业，家庭自动化控制和遥测遥控领域而言，蓝牙技术显得太复杂，功耗大，距离近，组网规模太小太复杂，功耗大，距离近，组网规模太小等，.而工业自动化对无线通信的需求越来越强烈。正因此，经过人们长期努力，Zigbee协议

2、在2003年中通过后，于2004正式问世了。 通常，符合如下条件之一的应用，就可以考虑采用Zigbee技术做无线传输： 1 需要数据采集或监控的网点多； 2 要求传输的数据量不大，而要求设备成本低； 3 要求数据传输可性高，安全性高； 4 设备体积很小，不便放置较大的充电电池或者电源模块； 5 电池供电； 6 地形复杂监测点多，需要较大的网络覆盖；（矿井巷道）， 7 现有移动网络的覆盖盲区（矿区地下通信）； 8 使用现存移动网络进行低数据量传输的遥测遥控系统。 9 使用GPS效果差，或成本太高的局部区域移动目标的定位应用 Zigbee是什么： Zigbee是一个由可多到65000个无线数传模块

3、组成的一个无线数传网络平台，十分类似现有的移动通信的CDMA网或GSM网，每一个Zigbee网络数传模块类似移动网络的一个基站，在整个网络范围内，它们之间可以进行相互通信；每个网络节点间的距离可以从标准的75米，到扩展后的几百米，甚至几公里（实际传输距离根据发射功率的大小和应用环境而定）；另外整个Zigbee网络还可以与现有的其它的各种网络连接。例如，你可以通过互联网在矿大监控南京的一个Zigbee控制网络。Zigbee 和现有移动网（GPRS，CDMA-1X）的比较： 1 无网络使用费：使用移动网需要长期支付网络使用费，而且是按节点终端的数量计算的，而Zigbee没有这笔费用； 2 设备投入

4、低：使用移动网需要购买移动终端设备，每个终端的价格在人民币1000元上下，而使用Zigbee 网络，不仅Zigbee网络节点模块（相当于基站）费用每只人民币不到1000元，而且，主要使用的网络子节点（相当于手机）的价格还要低得多； 3 通信更可靠：由于现有移动网主要是为手机通信而设计的，尽管CDMA-1X和GPRS可以进行数据通信，但实践发现，不仅通信数率比设计速率低很多，而且数据通信的可靠信也存在一定的问题。而Zigbee网络则是专门为控制数据的传输而设计的，因而控制数据的传输具有相当的保证。 4 高度的灵活性和低成本：首先，通过使用覆盖距离不同，功能不同的Zigbee网络节点，以及其它非Z

5、igbee系统的低成本的无线收发模块，建立起一个Zigbee局部自动化控制网，（这个网络可以是星型，树状，网状及其共同组成的复合网结构）再通过互联网或移动网与远端的计算机相连，从而实现低成本，高效率的工业自动化遥测遥控； 5 比起现有的移动网来，尽管Zigbee仅仅只是一个局域网，覆盖区域有限，但它却可以与现有的移动网，互联网和其它通信网络相连接，将许多Zigbee局域网相互连成为一个整体。有效的解决移动网的盲区覆盖问题：我们知道，现有移动网络在许多地方存在盲区，特别是铁路，公路，油田，矿山等野外，更是如此。而增加一个移动基站或直放站的费用是相当可观的，此时使用Zigbee网络进行盲区覆盖不仅

6、经济有效，而且往往是现在唯一可行手段。zigbee网络结构：从网络结构上看，zigbee网络有星形，树形，网状3种模式，按照网络节点功能划分可分为终端节点(ep)、路由器节点(rp)和协调器节点(cp)3种2。其组织结构如图1示。 星型 簇型 网状 实现的功能： 实时统计考勤与井下人车查询功能，主要包括人员以及车辆的下井统计与报告、位置报告、工作时间报，实现人员定位。 一， ZigBee设备在煤矿井下的组网ZigBee无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)是由部署在监测区域内大量的微型ZigBee传感器节点(即ZigBee RFD全功能设备节点)、ZigBee

7、FFD精简功能设备节点和网关节点(协调器节点)组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统。RFD节点和FFD节点完成数据采集和多跳中继传输，网关节点完成无线和有线信号的转换，实现以太网接入二：井下人员定位原理在系统工作时，需要井下人员佩带系统的RFD节点模块，该模块定时发出通信协议包，该数据包为一种握手信息，并由置于井下通道壁上的最近的FFD节点模块接收，根据通信协议包中设置的无线信号参数的强度判断其位置。FFD模块根据表驱动路由算法选择最优的通信路径，通过其它的FFD模块以多跳通信的方式或直接把数据包传到ZigBee协调器，再传人以太网，即通过基于ZigBee技术的无线自组织网络实时地传输到CMC，从而实现集中控制管理，达到实时判知人员位置的目的。误差：当然，系统所确定的是井下人员的大致位置，存在一定的误藏。位置判断的精度取决于ZigBee节点分布的密度，可根据现场情况决定。三：管理软件系统结构1：系统主界面2：井下检测模块3：实时