技术，主要装备在矿工、矿车以及环境监测设备三个实体上。结构如图３所示，在矿工在井下工作时通过与ＢＳ的通信，监测其位置以及持续工作时间；必要时，矿工可控制其向ＢＳ发送呼救、请求、应答等预设信息。并且可以将各种传感器采集到的环境监测数据传输到ＢＳ。

位置。三边计算的理论依据是，在三维空间中，知道了一个ＳＤＲ设备到三个ＢＳ的距离来确定该点的坐标。三边测距法在二维平面上用几何图形表示出来的意义是：当得到未知节点到一个锚节点的距离时，就可以确定此未知节点在以此锚节点为圆心、以距离为半径的圆上；得到未知节点到３个锚节点的距离时，３个圆的交点就是未知节点的位置。如图５

４井下定位原理

ＷＭＳＲＳ系统将ＢＳ安装在井下需要监控的地方，分布区域的大小可视井下具体环境而定，ＳＤＲ设备插在矿工的矿帽上。采用信号强度检测的方法，实现地面控制中心对井下人员的实时通信与位置监测。通过传感设备可以实现对井下重要仪器设备进行实时监控和故障预报。ＳＤＲ设备ＲＦ芯片选用了Ｃｈｉｐｃｏｎ公司的ＣＣｌ０１０无线收发芯片，其系统结构如图４所示。ＣＣｌ０１０是Ｃｈｉｐｃｏｎ公司推出的单片机可编程ＲＦ收发芯片，它基于Ｃｈｉｐｃｏｎ’Ｓ

ＳｍａｒｔＲＦ

所示。

图５用三边测距法确定未知节点的位置

技术，可工作在ＩＳＭ频段（３００～１０００ＭＨｚ）。ＣＣｌ０１０集成了射频发射、射频接收、ＰＬＩ。合成、

５管理软件系统结构

位于ｗＭｓＲＳ信息监控中心的ｗＭＳＲＳ

Ｓｅｖｅｒ

　ＦＳＫ调制解调、可编程控制等多种功能。它配置最

常用的通信参数，如接收／发射方式、射频输出的功率、射频输出频率、数据传输率和数据编码等。

主要是基于数据库技术的软件系统，通过适时采集的数据，系统软件对整个矿井进行适时监控，是一套综合性的煤矿监控软件，监测内容多、处理数据量大、实时性要求高、控制能力强、功能多。图６为系统主控软件结构体系示意图。

图４ＣＣｌＯｌ０系统结构图

系统采用的定位算法主要是基于信号强度测距法ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ

ＳｉｇｎａｌＳｔｒｅｎｇｔｈ

Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ），在已图６并下监控系统主控软件结构体系框图

知发射功率的情况下，在接收点测量接收功率，通过测量接收到的信号强度可以推算出井下移动物体到基站的距离，计算传播损耗，使用理论和经验的信号传播模型将传播损耗转化为距离。得到ＳＤＲ与ＢＳ之间的大概距离后，采用三边测距法计算出ＳＤＲ的

一５４—

基于人员定位的ＷＭＳＲＳ系统综合应用ＷＳＮ、ＲＦＩＤ、ＷＬＡＮ技术相结合实现一套高效、高可靠性、低成本、布设容易的无线矿井安全与救援系统。该系统可实现对井下人员进行实时跟踪定位，对井下重要仪器设备进行实时监控

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《无线通信技术》２００６年第３期