基于Wi-Fi的礦用移動定位服務終端設計.pdf

1、近年來，隨著數(shù)據(jù)采集技術(shù)和通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，我國煤礦企業(yè)“六大系統(tǒng)”的覆蓋程度和自動化水平都取得了很大的進步。井下無線通信技術(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注。綜合對比目前煤礦生產(chǎn)過程中出現(xiàn)過的無線通信技術(shù)，本文基于Wi-Fi技術(shù)的傳輸距離遠、數(shù)據(jù)傳輸速度快和組網(wǎng)方便的優(yōu)點，論證了將Wi-Fi技術(shù)應用于煤礦安全生產(chǎn)中的可行性，提出了具體的實現(xiàn)方案，詳細設計了一種基于Wi-Fi的礦用移動定位服務(LBS

2、，Location-Based Services)終端，并進行了模擬實驗。
　　 基于Wi-Fi的移動定位服務終端，就是結(jié)合Wi-Fi無線通信技術(shù)與目前流行的LBS移動定位服務技術(shù)，利用STM32F107VC高性能低功耗微處理器，在實現(xiàn)低功耗的同時，滿足本質(zhì)安全型要求的用于井下Wi-Fi無線通信的終端設備。LBS終端利用在四個AP接入點構(gòu)成的定位單元中的定位信息，要求實現(xiàn)對于終端當前位置所屬環(huán)境的瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測與上傳

3、，和SIP語音會話功能。
　　 基于Wi-Fi的礦用移動定位服務終端的硬件設計主要包括: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)設計，WM-G-MR09-REF2 Wi-Fi模塊電路及天線的設計與連接，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計，鍵盤與LCD顯示模塊的設計。此外，在完成硬件主體設計的基礎上，按照國家本質(zhì)安全型電氣設備要求，對于印制電路板的本質(zhì)安全

4、型設計進行了優(yōu)化。
　　 基于Wi-Fi的礦用移動定位服務終端的軟件設計工作主要包括:井下巷道內(nèi)Wi-Fi定位機制的設計，Wi-Fi定位機制下路徑損耗系數(shù)與遮蔽因子的測定與校正方法的設計，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)動開發(fā)，基于SIP協(xié)議的VoIP語音通信功能的設計。
　　 最后，本文對基于Wi-Fi的礦用移動定位服務終端進行了模擬實驗。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)境的前提下進行了Wi-Fi定位模擬。結(jié)果表明，當測試終端位于室內(nèi)中心位置時，定位精度較高;當測試終端位于室內(nèi)邊緣時，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)中的應用出發(fā)，初步設計了基于Wi-Fi的移動定位服務終端，并實現(xiàn)了SIP語音會話以及瓦斯?jié)舛鹊膶崟r監(jiān)測與數(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