本文關(guān)鍵詞：基于Zigbee井下人員定位系統(tǒng)構(gòu)建與開發(fā)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著國家越來越重視金屬礦山的安全生產(chǎn)工作以及現(xiàn)代管理金屬礦石的需求,井下人員定位和金屬礦山安全監(jiān)測系統(tǒng)越來越體現(xiàn)出其重要性,它們在金屬礦安全生產(chǎn)方面具有舉足輕重的作用。目前國內(nèi)外所提出的大部分定位系統(tǒng)中,存在很多的缺點(diǎn),比如定位不精確,設(shè)備功耗大,網(wǎng)絡(luò)組織性能差,這些都會(huì)影響到最后礦井人員的救援,造成不必要的人員損失。因此,研究一項(xiàng)井下礦工定位監(jiān)控軟件系統(tǒng)的課題是非常重要的,具有一定的社會(huì)價(jià)值。本文以Zigbee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)。針對以往定位系統(tǒng)的缺點(diǎn)進(jìn)行需求分析,分析包括井下環(huán)境的定位特點(diǎn)、井下人員的定位功能和性能需求。在需求分析的基礎(chǔ)上,深入研究常用定位技術(shù),最終選擇RSSI定位技術(shù)來實(shí)現(xiàn)定位過程。以需求分析和RSSI定位算法為依據(jù),為礦井定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)模型,模型包括井上與井下兩部分,井下是硬件設(shè)備網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的搭建,井上是管理人員上位機(jī)的原型定位軟件系統(tǒng)；在設(shè)計(jì)定位系統(tǒng)模型的過程中,還對模型的定位過程做了深入的研究,分析了主動(dòng)定位過程與被動(dòng)定位過程,為硬件網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的搭建打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。對Zigbee硬件設(shè)備研究并熟悉后,在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的搭建,為了驗(yàn)證設(shè)備能夠正常運(yùn)行,還做了定位測試實(shí)驗(yàn)。為了滿足定位具有一定的精確度,對參考節(jié)點(diǎn)的部署做了相關(guān)研究,最終部署合適數(shù)量的參考節(jié)點(diǎn)以及適當(dāng)?shù)膮⒖脊?jié)點(diǎn)間距來使得定位更加精確。建立具有一定精確度的Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境后,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā),設(shè)計(jì)主要功能模塊,其中人員定位和軌跡回放是軟件的核心功能,為井下人員定位開發(fā)一套有效的定位原型系統(tǒng)。通過對課題的深入研究,本文得到的研究成果有：在分析井下環(huán)境的基礎(chǔ)上,對人員定位的功能和性能做了進(jìn)一步完善；所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)模型,適用于目前國內(nèi)大部分的中小型礦井；深入研究了成都無線龍公司的Zigbee定位設(shè)備,并做了參考節(jié)點(diǎn)與定位精確度相關(guān)性的測試；軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了人員定位與軌跡回放,在實(shí)際中對救援工作有著極大的幫助。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) ZigBee 人員定位 礦井
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD76;TN92
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 課題研究背景和研究意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-15
• 1.3 研究的目的15
• 1.4 論文研究的主要內(nèi)容15-17
• 1.5 本章小結(jié)17-18
• 2 ZigBee技術(shù)18-28
• 2.1 ZigBee的定義18-20
• 2.2 ZigBee協(xié)議20-21
• 2.3 ZigBee協(xié)議棧簡介21-24
• 2.4 ZigBee尋址模式24-25
• 2.5 ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)25
• 2.6 ZigBee的特征25-27
• 2.7 本章小結(jié)27-28
• 3 定位原理和定位算法分析28-36
• 3.1 井下人員定位的需求分析28
• 3.1.1 分析井下特點(diǎn)28
• 3.1.2 井下人員定位的功能需求28
• 3.1.3 井下人員定位的性能需求28
• 3.2 常用定位技術(shù)28-29
• 3.2.1 無參考點(diǎn)的定位技術(shù)28-29
• 3.2.2 有參考點(diǎn)的定位技術(shù)29
• 3.2.3 兩個(gè)相比較29
• 3.3 TOA定位技術(shù)29
• 3.4 TDOA定位技術(shù)29
• 3.5 AOA定位技術(shù)29-30
• 3.6 RSSI定位技術(shù)30-32
• 3.7 礦井定位系統(tǒng)模型的設(shè)計(jì)32-33
• 3.8 系統(tǒng)模型的定位過程33-35
• 3.8.1 被動(dòng)定位過程33-34
• 3.8.2 主動(dòng)定位過程34-35
• 3.9 本章小結(jié)35-36
• 4 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證36-56
• 4.1 系統(tǒng)硬件設(shè)備36-41
• 4.1.1 C51RF-CC2431-ZDK在線仿真器36-37
• 4.1.2 網(wǎng)絡(luò)液晶擴(kuò)展板37-38
• 4.1.3 電池板38-39
• 4.1.4 串口電路39
• 4.1.5 CC2431/CC2430無線定位引擎裝置39-41
• 4.2 硬件系統(tǒng)的軟件開發(fā)平臺(tái)IAR Embedded Workbench41-42
• 4.3 各設(shè)備程序的加載42-45
• 4.3.1 硬件連接42-43
• 4.3.2 網(wǎng)關(guān)(COORD)程序加載43-44
• 4.3.3 參考節(jié)點(diǎn)(ROU)程序加載44-45
• 4.3.4 移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(BlindNode)程序加載45
• 4.4 定位實(shí)驗(yàn)45-49
• 4.5 參考節(jié)點(diǎn)的部署原則49
• 4.6 參考節(jié)點(diǎn)部署與定位精確度相關(guān)性的研究49-55
• 4.6.1 參考節(jié)點(diǎn)的數(shù)量與定位精確度50-53
• 4.6.2 參考節(jié)點(diǎn)的距離與定位精確度53-55
• 4.7 本章小結(jié)55-56
• 5 人員定位軟件原型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)56-62
• 5.1 主要功能模塊56-57
• 5.2 配置功能57-58
• 5.2.1 地圖配置57
• 5.2.2 人員配置57-58
• 5.3 數(shù)據(jù)采集58
• 5.4 數(shù)據(jù)顯示58-59
• 5.5 軌跡回放59-60
• 5.6 人員歷史分布60
• 5.7 人員實(shí)時(shí)查詢60-61
• 5.8 本章小結(jié)61-62
• 6 結(jié)論62-63
• 6.1 總結(jié)62
• 6.2 下一步的工作展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文66-67
• 致謝67-69

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 孫恩吉;李仲學(xué);李翠平;;基于RFID及WSN技術(shù)的礦山實(shí)時(shí)三維定位及災(zāi)害預(yù)警平臺(tái)[J];中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù);2009年03期

2 王福豹,史龍,任豐原;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的自身定位系統(tǒng)和算法[J];軟件學(xué)報(bào);2005年05期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 韓麗娜;基于ZigBee的礦井人員管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];同濟(jì)大學(xué);2007年

  本文關(guān)鍵詞：基于Zigbee井下人員定位系統(tǒng)構(gòu)建與開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：350042