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基于ZigBee技术的井下人员定位系统的研究

作　者: 杨硕
导　师: 吴清收
学　校: 山东科技大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 人员定位 ZigBee CC2530 RSSI定位算法 LPC2378
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 59次
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内容摘要

煤矿井下环境复杂,存在多种安全隐患威胁人员生命财产安全。当矿井出现危险情况时,地面工作人员通过井下人员定位系统能够准确知道井下人员的分布情况,便于救援工作的有效展开,对保障井下工作人员的人身安全具有重要的意义。在分析现有井下人员定位系统的基础上,提出一种基于ZigBee技术的井下人员定位系统。本文通过比较常用的无线通信技术,确定使用ZigBee技术,并对井下使用ZigBee技术的可行性进行分析。根据井下复杂的环境使用改进型的RSSI定位方法,在计算移动节点和参考节点间距离时,加入参考节点间距离和RSSI值作参考,对被测RSSI值进行校正,达到提高精度的目的。针对系统功能要求,本文提出一套系统设计方案。系统分为井上部分和井下部分,对井下系统的硬件和软件设计进行了详细的阐述。井下系统采用ZigBee无线网络和以太网的组合实现数据通信。井下无线网络由ZigBee片上系统芯片CC2530构建,使用ZStack作为软件开发平台。井下无线网络由井下通信分站、定位参考节点和定位仪3部分构成。井下通信分站由ARM7微控制器LPC2378和CC2530构成,负责无线网络与以太网的数据交换。定位参考节点安装在巷道壁上采集RSSI值,人员携带的定位仪将定位信息发送到井上监控中心,监控主机对定位信息进行处理,实现人员定位功能。该系统具有监测准确、安装简单、成本造价较低等优点,是一种先进实用的井下人员定位系统,因此具有很好的社会经济意义。

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摘要 5-6ABSTRACT 6-111 绪论 11-15 1.1 课题背景和意义 11 1.2 国内外研究现状 11-13 1.3 主要研究内容 13-152 ZigBee技术 15-24 2.1 几种无线通信技术比较 15-16 2.2 ZigBee技术概况 16-17 2.3 ZigBee协议栈介绍 17-20 2.4 ZigBee设备类型 20-21 2.5 ZigBee网络拓扑结构 21-22 2.6 ZigBee技术的可行性 22-23 2.7 本章小结 23-243 无线传感器网络定位方法 24-28 3.1 引言 24 3.2 无线定位技术分类 24-25 3.3 定位算法 25-27 3.6 本章小结 27-284 定位系统总体方案设计 28-32 4.1 系统组成 28-29 4.2 系统功能分析 29 4.3 系统工作原理 29-31 4.4 本章小结 31-325 定位系统硬件设计 32-47 5.1 ZigBee无线模块 32-36 5.2 定位仪设计 36-38 5.3 定位参考节点设计 38 5.4 井下通信分站设计 38-46 5.5 本章小结 46-476 定位系统软件设计 47-70 6.1 ZigBee开发平台 47-48 6.2 ZigBee工程模板 48-51 6.3 ZigBee组网过程 51-59 6.4 井下通信分站软件设计 59-66 6.5 定位工作过程 66-69 6.6 本章小结 69-707 结论与展望 70-71致谢 71-72参考文献 72-76攻读硕士学位期间发表论文情况 76

基于ZigBee技术的井下人员定位系统的研究

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