基于ZigBee技術(shù)的礦井安全及應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng).pdf

1、近年來，由于煤炭行業(yè)的飛速發(fā)展以及煤礦生產(chǎn)事故的不斷發(fā)生，國(guó)家對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的重視已達(dá)到前所未有的高度。迫切需要一套實(shí)時(shí)對(duì)井下環(huán)境監(jiān)控、工作人員跟蹤定位并且在危險(xiǎn)時(shí)刻做出應(yīng)急響應(yīng)的系統(tǒng)。由于ZigBee技術(shù)具有低功耗、低成本、應(yīng)用簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，其在短距離無線控制、監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)阮I(lǐng)域有著顯著的優(yōu)勢(shì)。因而，運(yùn)用ZigBee網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)井下安全監(jiān)控已成為一個(gè)廣受關(guān)注的研究方向。
　　本文深入研究了ZigBee無線通信技術(shù)和無線定位技術(shù)，

2、分析了井下工作環(huán)境、礦道結(jié)構(gòu)、電磁干擾等問題，得出了ZigBee應(yīng)用于井下安全監(jiān)控系統(tǒng)的可行性和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。針對(duì)井下特殊的工作環(huán)境以及實(shí)際工程需要，系統(tǒng)采用ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)與485通信網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方式構(gòu)建數(shù)據(jù)通信平臺(tái)，使用基于RSSI測(cè)距簡(jiǎn)化的三邊定位技術(shù)作為井下人員跟蹤定位的設(shè)計(jì)方案，并以體溫監(jiān)測(cè)作為井下生命監(jiān)控的依據(jù)。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)井下工作區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
　　本文依據(jù)本質(zhì)安全型防爆技術(shù)，詳細(xì)描述了硬件設(shè)備的電路設(shè)計(jì)，

3、包括基于CC2430的ZigBee模塊、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、移動(dòng)節(jié)點(diǎn)、485總線接口、甲烷傳感器、體溫傳感器的電路設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上，還介紹了基于Z-Stack協(xié)議棧的嵌入式軟件設(shè)計(jì)，和基于LabVIEW語言的PC機(jī)演示程序設(shè)計(jì)。
　　通過對(duì)底層監(jiān)控電路、系統(tǒng)主要功能和系統(tǒng)整體網(wǎng)絡(luò)的大量測(cè)試，驗(yàn)證了該系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信正常，能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的人員定位和實(shí)時(shí)的井下環(huán)境監(jiān)控；在發(fā)生礦難時(shí)，能模擬出井下現(xiàn)場(chǎng)整體信息。從而證實(shí)了該方案的可行性，完全滿足工程要求。