基于ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的礦井機(jī)車(chē)定位系統(tǒng)的研究.pdf

1、在我國(guó)煤炭行業(yè)日趨國(guó)有化的背景下，煤礦安全生產(chǎn)和管理關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。礦井機(jī)車(chē)識(shí)別和定位系統(tǒng)的構(gòu)建對(duì)煤礦生產(chǎn)管理步入現(xiàn)代化和智能化具有重大的實(shí)際意義。
　　 基于煤礦井下機(jī)車(chē)監(jiān)控一直是煤礦生產(chǎn)管理的薄弱環(huán)節(jié)，本文在分析國(guó)內(nèi)外礦井機(jī)車(chē)監(jiān)控技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對(duì)傳統(tǒng)礦井機(jī)車(chē)運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)法完成的任務(wù)，構(gòu)建了一種基于ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位的礦井機(jī)車(chē)監(jiān)控系統(tǒng)。論文首先研究和分析了基于IEEE802.15.4無(wú)線通信

2、協(xié)議的ZigBee技術(shù)，并將它和藍(lán)牙、紅外、Wi-Fi、UWB、NFC等短距離無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行比較，同時(shí)介紹了ZigBee網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、協(xié)議棧原理以及路由協(xié)議。根據(jù)礦井機(jī)車(chē)定位系統(tǒng)的需要，介紹了目前傳感器網(wǎng)絡(luò)中的定位技術(shù)，包括基于距離的TOA、TDOA、AOA、RSSI定位技術(shù)和距離無(wú)關(guān)的質(zhì)心、DV-Hop、APIT定位算法。并采用TI公司的CC2430/CC2431芯片設(shè)計(jì)了無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器、參考節(jié)點(diǎn)和定位節(jié)點(diǎn)，包括硬件設(shè)計(jì)

3、和軟件設(shè)計(jì)。最后介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)仿真環(huán)境IAR的建立和配套的C51RF-CC2431-ZDK仿真器、綜合測(cè)試SPP軟件、SmartRF04 Flash Programmer物理地址修改軟件和Packet Sniffer數(shù)據(jù)分析儀的功能及使用步驟。采用Z-Location GUI定位圖形監(jiān)視軟件對(duì)基于ZigBee的井下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的性能進(jìn)行驗(yàn)證。
　　 基于ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自組織性、節(jié)點(diǎn)隨機(jī)布設(shè)和適應(yīng)環(huán)境的特點(diǎn)能