本文關(guān)鍵詞：基于ZigBee技術(shù)的井下無(wú)線定位系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天,能源的需求量也是越來(lái)越大,現(xiàn)在雖然有很多新能源逐步投入工業(yè)生產(chǎn),但是它們所占據(jù)的比例還是很少,在目前乃至將來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間,煤炭仍然是我國(guó)的主要能源。雖然我國(guó)煤礦安全監(jiān)測(cè)日益完善,安全機(jī)制日益健全,但是隨著煤礦開(kāi)采深度的加深、規(guī)模的擴(kuò)大,井下作業(yè)的危險(xiǎn)系數(shù)仍然居高不下,礦難時(shí)有發(fā)生。如果地面能對(duì)井下實(shí)現(xiàn)高精度的定位,能夠?qū)崟r(shí)掌握井下人員的位置,進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)度管理,這將極大提高生產(chǎn)安全和工作效率,并且在發(fā)生事故時(shí)亦可以準(zhǔn)確掌握被困人員數(shù)量,實(shí)現(xiàn)有針對(duì)性的救援。 本文首先介紹了目前常用的比如藍(lán)牙、Wi-Fi、IrDA、NFC等短距離的無(wú)線通信技術(shù),比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)之后得出了ZigBee技術(shù)具有低功耗、低速率、自組網(wǎng)等特點(diǎn),應(yīng)用于煤礦井下無(wú)線定位是可行的。隨后對(duì)ZigBee技術(shù)做了一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹,側(cè)重于ZigBee的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和協(xié)議棧各層的分析。 本論文深入分析了當(dāng)前幾種常用的定位算法,經(jīng)過(guò)分析比較選擇了RSSI算法作為本論文的定位算法,又因RSSI定位算法存在一些不足及缺點(diǎn),對(duì)算法做了改進(jìn)。 本論文硬件設(shè)計(jì)采用分塊設(shè)計(jì)方式,整個(gè)系統(tǒng)硬件部分主要分為網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、路由器節(jié)點(diǎn)和定位節(jié)點(diǎn),以及連接網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和井上控制中心的光纖網(wǎng)絡(luò)。硬件設(shè)計(jì)主要采用TI公司的CC2530作為本論文的核心芯片,用CC2530和射頻前端CC2591設(shè)計(jì)了網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和路由器節(jié)點(diǎn),用CC2530芯片設(shè)計(jì)了定位節(jié)點(diǎn)。在硬件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上,本文分析了系統(tǒng)組網(wǎng)過(guò)程,完成了個(gè)節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)并進(jìn)行仿真。 仿真結(jié)果顯示,本文設(shè)計(jì)的這種基于ZigBee技術(shù)的井下無(wú)線定位監(jiān)控系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)井下作業(yè)人員的跟蹤定位,有利于礦工的調(diào)度管理,是一套行之有效的方案。
【關(guān)鍵詞】：ZigBee技術(shù) 井下人員定位 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TD76
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目錄8-10
• Contents10-12
• 1 緒論12-18
• 1.1 本課題研究意義與背景12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)14-17
• 1.3.1 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)15-16
• 1.3.2 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用16-17
• 1.4 本文主要內(nèi)容17-18
• 2 ZigBee技術(shù)及IEEE802.15.4協(xié)議概述18-32
• 2.1 近距離無(wú)線通信技術(shù)18-20
• 2.1.1 現(xiàn)有技術(shù)介紹18-19
• 2.1.2 現(xiàn)有技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)比較19-20
• 2.2 ZigBee技術(shù)20-23
• 2.2.1 ZigBee技術(shù)簡(jiǎn)述20-21
• 2.2.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)21-23
• 2.3 ZigBee協(xié)議棧架構(gòu)23-30
• 2.3.1 物理層23-24
• 2.3.2 媒體訪問(wèn)控制層(MAC)24-26
• 2.3.3 網(wǎng)絡(luò)層26-28
• 2.3.4 應(yīng)用層28-30
• 2.4 本章小結(jié)30-32
• 3 ZigBee無(wú)線定位技術(shù)32-44
• 3.1 節(jié)點(diǎn)位置計(jì)算方法32-35
• 3.1.1 三邊測(cè)量法32-33
• 3.1.2 三角測(cè)量法33-34
• 3.1.3 極大似然估計(jì)法34-35
• 3.2 定位算法的評(píng)價(jià)指標(biāo)35-36
• 3.3 定位算法分類36-40
• 3.3.1 與距離無(wú)關(guān)的定位算法36-37
• 3.3.2 基于距離的定位算法37-40
• 3.4 本論文采用的算法40-43
• 3.4.1 RSSI定位算法存在的缺陷40-41
• 3.4.2 修正的RSSI算法41-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 4 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案及系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)44-54
• 4.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案44-46
• 4.1.1 系統(tǒng)功能44
• 4.1.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)44-46
• 4.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)46-53
• 4.2.1 ZigBee芯片選擇46-48
• 4.2.2 ZigBee網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)48-50
• 4.2.3 ZigBee路由器設(shè)計(jì)50-52
• 4.2.4 ZigBee標(biāo)識(shí)卡設(shè)計(jì)52-53
• 4.3 本章小結(jié)53-54
• 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及仿真54-72
• 5.1 ZigBee開(kāi)發(fā)軟件平臺(tái)54-55
• 5.2 ZigBee協(xié)議棧55-60
• 5.3 ZigBee組網(wǎng)設(shè)計(jì)60-64
• 5.4 定位過(guò)程軟件設(shè)計(jì)64-68
• 5.4.1 協(xié)調(diào)器軟件設(shè)計(jì)64-66
• 5.4.2 路由器軟件設(shè)計(jì)66-67
• 5.4.3 定位節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)67-68
• 5.5 定位算法仿真68-70
• 5.6 本章小結(jié)70-72
• 6 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 工作總結(jié)72
• 6.2 展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 致謝78-80
• 作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果80

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 黃玉立;童玲;田雨;;基于CC2531+CC2591的WSN節(jié)點(diǎn)通信模塊設(shè)計(jì)[J];單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2011年01期

2 劉圓;朱華;;基于Zigbee技術(shù)的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)[J];工礦自動(dòng)化;2007年04期

3 張偉;;礦井瓦斯地質(zhì)影響因素及事故防治探討[J];科技信息;2011年25期

4 趙琦;陳佳品;李振波;;基于射頻CC2520實(shí)現(xiàn)的ZigBee通信設(shè)計(jì)[J];微計(jì)算機(jī)信息;2010年14期

5 李斌;田亞萍;;ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用[J];陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年05期

6 茍向松;牛延莉;樊龍;崔容宇;曾超;張化;;ZigBee技術(shù)研究概述[J];無(wú)線互聯(lián)科技;2011年02期

  本文關(guān)鍵詞：基于ZigBee技術(shù)的井下無(wú)線定位系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：346162