《電子技術應用》
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zigbee在人員定位系統(tǒng)中應用
摘要: 根據現場實際需要,,沿坑道每隔200米距離(與井下電源接口位置一致),,工作面距離則可降低為50米在坑道適當位置(例如頂部)設置一個Zigbee網絡模塊(可采用電池驅動或使用其他電源),同時在其他需要定位和網絡連接的地方,,也安置相應的Zigbee網絡模塊,;為了避免井下環(huán)境對無線信號的干擾,所有無線網絡模塊使用的都是抗干擾的直序擴頻通信方式,,而且,,每個模塊都有接收信號強弱指示功能(RSSI)
Abstract:
Key words :

建立定位網絡:

1.根據現場實際需要,沿坑道每隔200米距離(與井下電源接口位置一致),,工作面距離則可降低為50米在坑道適當位置(例如頂部)設置一個Zigbee網絡模塊(可采用電池驅動或使用其他電源),,同時在其他需要定位和網絡連接的地方,也安置相應的Zigbee網絡模塊,;為了避免井下環(huán)境對無線信號的干擾,,所有無線網絡模塊使用的都是抗干擾的直序擴頻通信方式,而且,,每個模塊都有接收信號強弱指示功能(RSSI)

2.所安置的網絡模塊將自動組成一個Zigbee通信網絡,,在布置網絡模塊的位置時,注意應使每個模塊至少可與兩個以上的模塊進行通信,,即避免“單線通信聯系”,,以保證Zigbee 網絡通信的可靠性。這個通信網絡實際就是一個定位網絡,,每一個網絡節(jié)點就是一個定位點,,只不過比起使用RFID來定位的方法,我們的網絡節(jié)點還可通過讀取移動目標的信號強度,,來確定移動目標的位置信息,。另外,Zigbee網絡節(jié)點體積要小得多,,而且網絡節(jié)點之間的通信,,不一定要使用額外的光纖或通信電纜來進行連接。

移動目標的無線身份卡模塊:

1.每一個需要定位的移動目標(例如礦工),,都需要隨身攜帶一個無線身份卡模塊,,或固定在安全帽上的一個紐扣電池驅動的全封閉的模塊約(50 x 40 x 8 mm)大小,,每個模塊的發(fā)射功率小于1/1000瓦. 建議使用我們的簡化了功能的SC8836A,或低成本的SC8836A模塊,。

2.為了增加電池使用壽命,,無線身份模塊每隔5 -- 30 秒發(fā)射一個身份碼信號。為了避免井下環(huán)境對無線信號的干擾,,所有無線身份卡模塊使用的都是抗干擾的直序擴頻通信方式,;同時,在緊急情況時,,還可以通過卡上的按鈕,,隨時發(fā)出緊急求救信息。

3.該無線身份模塊還可與瓦斯探測等傳感器相連,,這樣,,不僅可以根據需要,機動靈活的在不同位置(特別是采掘面)采集各種安全生產所需的信息(例如瓦斯?jié)舛?,風壓風速等),,同時自動地將采集點的位置信息和相關信息傳給監(jiān)控中心。這種瓦斯采集點可以安放在采掘面的某個固定位置,,并隨采掘面的移動而移動,也可讓瓦斯安檢人員隨設攜帶,,十分方便,。當瓦斯?jié)舛瘸瑯藭r,該無線模塊可以立即通過Zigbee網絡,將濃度信息,,位置信息和報警信號傳往監(jiān)控中心,,必要時,將同時啟動其它聯動的應急設備,;

4.調整無線定位身份卡模塊的發(fā)射功率,,使其至少能夠與一個定位節(jié)點模塊通信。

移動目標位置的確定:

1.當只有一個定位節(jié)點收到某個移動身份卡的信號時,,這個定位點的位置就是這個移動目標的位置,;

2.當有兩個定位節(jié)點同時收到某個移動身份卡的信號時,這兩個定位點之間的中間位置,,就是該移動目標的位置,;

3.當利用信號強度改進定位精度時,某個定位節(jié)點接收到的某個移動身份卡的信號強弱,,還可用來決定該移動目標距離這個定位節(jié)點遠近,,信號越強,則離開這個定位節(jié)點越近,,信號強度與到該定位點距離的函數關系,,可以通過預先的簡單實際測量獲得,。當有兩個定位節(jié)點同時接收到某一個移動目標的信號時,我們就可以確定,,移動目標必定位于這兩個定位節(jié)點之間的某處,,其具體的位置,可以利用這兩個定位點所接收到的該移動目標信號強度的具體值,,通過簡單計算和現場實測校正來得到,。
值得注意的是,在環(huán)境較為復雜的地方,,特別是定位區(qū)域并非線狀的地方,,例如某些作業(yè)面,我們需要通過增加定位節(jié)點數量的方法來提高定位精度,。
 

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