基于ZigBee的矿井无线定位系统

时间：2025-04-02

zigbee

2 1年第 6 00期

中州煤炭

总第 14 7期

基于 Zg e iB e的矿井无线定位系统张勇志’袁桂玲陈磊雷小平，, ,( .宁工程技术大学电气与控制工程学院，宁葫芦岛 15 0; .南质量工程职业学院， 1辽辽 2 15 2河河南平预山 4 70; . 6 0 0 3绩优科技 (深圳 )限公司，东深圳 5 8 0 )有广 1 0 1

摘要：矿井下环境十分复杂，有的通信方式不能及时提供井下作业人员的作业情况及动态分布等信息，煤现一

旦发生事故，将造成重大人员伤亡，难展开有效救援。因此，制新型的无线定位系统，有十分重要就很研具

的意义。设计了基于 Zg e iB e技术的矿井无线定位系统，决了井下的通信及定位问题。解关键词：井下； iB e无线传感器网络；N 3 Zg e; J 5l9中图分类号： 2 2. TP 1 9文献标识码： A文章编号：0 3—0 0 2 l 0 10 5 6( 0 0) 6—0 3 0 0—0 3

M i e W i ee sLo a ia i n S se s d o g e Te h o o y n r ls c l to y t m Ba e n Zi Be c n l g zZ n n z i Yu n Gu ln, e e, e a p n ha g Yo g h, a i g Ch n L i L iXi o i g i

( . e at e t fE gn e n n o t lLa nn eh i l n e i, uu a 1 5, h a 2 H n n Q ai 1 D p r n o n i r g a d C nr, i ig T cnc i r t H ld o 5 C i; . e a u l m ei o o a U v sy 21 0 n t y P lt h i, i dn sa 4 7 0, hn; . U— O T S e ze ) o, t, hn hn 5 8 0, hn ) o e n P n i h n 6 0 0 C ia 3 G I F ( h nh n C . Ld S ez e 1 0 1 C ia yc c g g S .Ab t a t: een io me to d rr u d c a n sv r o lc td, n h xsig me n fc mmu iai nc n n tb i l fe s r c Th v rn n fun eg o n o lmi ei e y c mp iae a d t ee itn a so

o n c to a o e t mey o r

d n mi iti ui n o no main a d wo k c n iin ft ewo k r . c hea cd n c ure i wo l a ec u e e v a u lis y a c d srb to fif r to n r o dto so h r e s On e t c ie to c r d,t u d h v a s d h a y c s at ea d b ifc l o iiit f cie rle . n e dfiu tt n t e ef tv eifThee )e,h e e o a e r fr te d v lpme fan w y e o r ls o ain s se sv r infc n . iee s i nto e tp fwiee slc t y t msi ey sg iia t W r ls o lc t n s se o n sd sg e n t i a e b s d o g etc oo y,o s le te mi eS c mmunc t n a d p sto ig. o ai y tm fmie i e in d i hs p p r, a e n ZiBe e hn lg t ov h n o o iai n o iinn o Ke ywo ds u deg o n ZiBe wiee s s n o t r J 3 r: n r r u d; g e; r ls e s rnewo k; N51 9

煤炭工业是国民经济的基础，因此，煤炭行业的安全生产工作也得到了国家的高度重视。但是，由

双向通信，即监控中心可以广播报警信号通知作业人员，作业人员也可以发送异常求救信号到监控中心。

于各种原因，矿井下的安全事故仍会不断发生，而地面工作人员往往难以掌握井下人员的位置，旦出一现灾情，对被困人员的救援缺乏可靠的信息，而造成人员伤亡和财产损失。因此，实现煤矿井下的无线通信，准确获知井下工作人员的位置和数量具有十分重要的意义”。为此，者提出了基于 Zg e 笔 i e B

2矿井 Zg e iB e网络的构建及硬件实现2 1 ZiB e网络的构建 . g e

工作人员作为 Zg e i e的终端节点，身携带 B随 R D设备 (用电池供电 )与上层的路由设备 F使， ( F保持无线联络。由于井下工作人员数量较 F

D)多，故路由器采用分区域设置。考虑到突发情况，为了避免节点出现故障而与网络断开，以采用网状可网络 ( eh组网，样可保证数据不丢失。在网状 m s)这

技术的矿井人员定位系统。

1系统功能 Zg e iB e的无线定位系统经济实用，工作可靠，可实现对井下工作人员的精确跟踪定位。该系统不但

网络的拓扑结构中，当其中某一个路由器 ( o t ) R ue r出现故障时，数据流选择其他的路由器或协调器则 ( o ria r进行数据流的传输。考虑到巷道较 C odnt ) o深，故路由器之问采用无线电波接力的方式实现无线通信的连接。数据经协调器实时汇总后发送到P C机，监控终端可以实时获取井下工作人员的集在

在发生事故时可发挥重要作用，可对工作人员进也行 1常管理； 3既可对井下进行环境监测，可完成人也员定位任务。系统工作时，监控中心与终端可实现收稿日期： 0 0— 3—1 21 0 5

基金项目：宁工程技术大学优秀青年基金资助项目( 7 1 0 辽 0A3 )作者简介：张勇志 ( 9 0 )男，宁葫芦岛人，士，教，0 6年 18一，辽硕助 20

体信息。F D设备作为协调器，用有线电缆供电 F采方式，同时要设有备用电源，防止灾害发生时由于电

毕业于辽宁工程技术大学，现从事：自动化教学工作。矿

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21 0 0年第 6期缆中断而无法正常工作2 2网络的硬件实现 .

张勇志等：于 Zg e基 iB e的矿井无线定位系统。

总第 14期 7

分布在巷道的任意位置，与路由节点进行无线连并接用于数据传输。

井下无线通信网络硬件实现方式如图 1示，所其中 J 5 3 E d dvc N 19 n ei e节点由井下人员随身携带，为终端节点，布在各个巷道内，量可以很作分数多，时与上层路由 J 5 3 o t节点之间进行信实 N 19R ue r

( )锚节点” 2“由分布在各个巷道内位置固定的路由器节点组成，中锚节点与待定位节点之间采其