基于Wi-Fi的礦用移動(dòng)定位服務(wù)終端設(shè)計(jì).pdf

1、近年來(lái)，隨著數(shù)據(jù)采集技術(shù)和通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)煤礦企業(yè)“六大系統(tǒng)”的覆蓋程度和自動(dòng)化水平都取得了很大的進(jìn)步。井下無(wú)線通信技術(shù)，作為煤礦六大系統(tǒng)相互間管理與交流的核心技術(shù)，一直得到了廣泛的關(guān)注。綜合對(duì)比目前煤礦生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)的無(wú)線通信技術(shù)，本文基于Wi-Fi技術(shù)的傳輸距離遠(yuǎn)、數(shù)據(jù)傳輸速度快和組網(wǎng)方便的優(yōu)點(diǎn)，論證了將Wi-Fi技術(shù)應(yīng)用于煤礦安全生產(chǎn)中的可行性，提出了具體的實(shí)現(xiàn)方案，詳細(xì)設(shè)計(jì)了一種基于Wi-Fi的礦用移動(dòng)定位服務(wù)(LBS

2、，Location-Based Services)終端，并進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)。
　　 基于Wi-Fi的移動(dòng)定位服務(wù)終端，就是結(jié)合Wi-Fi無(wú)線通信技術(shù)與目前流行的LBS移動(dòng)定位服務(wù)技術(shù)，利用STM32F107VC高性能低功耗微處理器，在實(shí)現(xiàn)低功耗的同時(shí)，滿足本質(zhì)安全型要求的用于井下Wi-Fi無(wú)線通信的終端設(shè)備。LBS終端利用在四個(gè)AP接入點(diǎn)構(gòu)成的定位單元中的定位信息，要求實(shí)現(xiàn)對(duì)于終端當(dāng)前位置所屬環(huán)境的瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與上傳

3、，和SIP語(yǔ)音會(huì)話功能。
　　 基于Wi-Fi的礦用移動(dòng)定位服務(wù)終端的硬件設(shè)計(jì)主要包括:微處理器、Wi-Fi模塊和音頻處理器芯片的選型，STM32F107VC最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)，WM-G-MR09-REF2 Wi-Fi模塊電路及天線的設(shè)計(jì)與連接，MIC、8歐姆喇叭與PCM3500音頻處理芯片的連接和功率放大電路的設(shè)計(jì)，鍵盤與LCD顯示模塊的設(shè)計(jì)。此外，在完成硬件主體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，按照國(guó)家本質(zhì)安全型電氣設(shè)備要求，對(duì)于印制電路板的本質(zhì)安全

4、型設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化。
　　 基于Wi-Fi的礦用移動(dòng)定位服務(wù)終端的軟件設(shè)計(jì)工作主要包括:井下巷道內(nèi)Wi-Fi定位機(jī)制的設(shè)計(jì)，Wi-Fi定位機(jī)制下路徑損耗系數(shù)與遮蔽因子的測(cè)定與校正方法的設(shè)計(jì)，STM32F107VC芯片上的μC/OS-Ⅱ系統(tǒng)移植，μC/OS-Ⅱ系統(tǒng)下基于SPI接口的Wi-Fi驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)，基于SIP協(xié)議的VoIP語(yǔ)音通信功能的設(shè)計(jì)。
　　 最后，本文對(duì)基于Wi-Fi的礦用移動(dòng)定位服務(wù)終端進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)。首先完成了

5、STM32F107VC芯片μC/OS-Ⅱ系統(tǒng)移植，其次在室內(nèi)初步模擬井下環(huán)境的前提下進(jìn)行了Wi-Fi定位模擬。結(jié)果表明，當(dāng)測(cè)試終端位于室內(nèi)中心位置時(shí)，定位精度較高;當(dāng)測(cè)試終端位于室內(nèi)邊緣時(shí)，定位精度則較差。
　　 總之，本文從探討Wi-Fi技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用出發(fā)，初步設(shè)計(jì)了基于Wi-Fi的移動(dòng)定位服務(wù)終端，并實(shí)現(xiàn)了SIP語(yǔ)音會(huì)話以及瓦斯?jié)舛鹊膶?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)上傳等基本功能。但是，在數(shù)據(jù)的分類、壓縮與傳輸以及軟件的低功耗管理兩個(gè)