《電子技術(shù)應(yīng)用》
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zigbee在人員定位系統(tǒng)中應(yīng)用
摘要: 根據(jù)現(xiàn)場實(shí)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(dāng)位置(例如頂部)設(shè)置一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)模塊(可采用電池驅(qū)動或使用其他電源),同時(shí)在其他需要定位和網(wǎng)絡(luò)連接的地方,,也安置相應(yīng)的Zigbee網(wǎng)絡(luò)模塊;為了避免井下環(huán)境對無線信號的干擾,,所有無線網(wǎng)絡(luò)模塊使用的都是抗干擾的直序擴(kuò)頻通信方式,,而且,每個(gè)模塊都有接收信號強(qiáng)弱指示功能(RSSI)
Abstract:
Key words :

建立定位網(wǎng)絡(luò):

1.根據(jù)現(xiàn)場實(shí)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(dāng)位置(例如頂部)設(shè)置一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)模塊(可采用電池驅(qū)動或使用其他電源),同時(shí)在其他需要定位和網(wǎng)絡(luò)連接的地方,,也安置相應(yīng)的Zigbee網(wǎng)絡(luò)模塊,;為了避免井下環(huán)境對無線信號的干擾,所有無線網(wǎng)絡(luò)模塊使用的都是抗干擾的直序擴(kuò)頻通信方式,,而且,,每個(gè)模塊都有接收信號強(qiáng)弱指示功能(RSSI)

2.所安置的網(wǎng)絡(luò)模塊將自動組成一個(gè)Zigbee通信網(wǎng)絡(luò),,在布置網(wǎng)絡(luò)模塊的位置時(shí),注意應(yīng)使每個(gè)模塊至少可與兩個(gè)以上的模塊進(jìn)行通信,,即避免“單線通信聯(lián)系”,,以保證Zigbee 網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性。這個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)際就是一個(gè)定位網(wǎng)絡(luò),,每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)就是一個(gè)定位點(diǎn),,只不過比起使用RFID來定位的方法,我們的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)還可通過讀取移動目標(biāo)的信號強(qiáng)度,,來確定移動目標(biāo)的位置信息,。另外,Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)體積要小得多,,而且網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的通信,,不一定要使用額外的光纖或通信電纜來進(jìn)行連接。

移動目標(biāo)的無線身份卡模塊:

1.每一個(gè)需要定位的移動目標(biāo)(例如礦工),,都需要隨身攜帶一個(gè)無線身份卡模塊,,或固定在安全帽上的一個(gè)紐扣電池驅(qū)動的全封閉的模塊約(50 x 40 x 8 mm)大小,每個(gè)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(gè)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(kuò)頻通信方式;同時(shí),,在緊急情況時(shí),,還可以通過卡上的按鈕,隨時(shí)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(jù)需要,,機(jī)動靈活的在不同位置(特別是采掘面)采集各種安全生產(chǎn)所需的信息(例如瓦斯?jié)舛?,風(fēng)壓風(fēng)速等),同時(shí)自動地將采集點(diǎn)的位置信息和相關(guān)信息傳給監(jiān)控中心,。這種瓦斯采集點(diǎn)可以安放在采掘面的某個(gè)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(shè)攜帶,,十分方便,。當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)時(shí),該無線模塊可以立即通過Zigbee網(wǎng)絡(luò),將濃度信息,位置信息和報(bào)警信號傳往監(jiān)控中心,,必要時(shí),,將同時(shí)啟動其它聯(lián)動的應(yīng)急設(shè)備;

4.調(diào)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(gè)定位節(jié)點(diǎn)模塊通信,。

移動目標(biāo)位置的確定:

1.當(dāng)只有一個(gè)定位節(jié)點(diǎn)收到某個(gè)移動身份卡的信號時(shí),這個(gè)定位點(diǎn)的位置就是這個(gè)移動目標(biāo)的位置,;

2.當(dāng)有兩個(gè)定位節(jié)點(diǎn)同時(shí)收到某個(gè)移動身份卡的信號時(shí),,這兩個(gè)定位點(diǎn)之間的中間位置,就是該移動目標(biāo)的位置,;

3.當(dāng)利用信號強(qiáng)度改進(jìn)定位精度時(shí),,某個(gè)定位節(jié)點(diǎn)接收到的某個(gè)移動身份卡的信號強(qiáng)弱,還可用來決定該移動目標(biāo)距離這個(gè)定位節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)近,,信號越強(qiáng),,則離開這個(gè)定位節(jié)點(diǎn)越近,信號強(qiáng)度與到該定位點(diǎn)距離的函數(shù)關(guān)系,,可以通過預(yù)先的簡單實(shí)際測量獲得,。當(dāng)有兩個(gè)定位節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收到某一個(gè)移動目標(biāo)的信號時(shí),我們就可以確定,,移動目標(biāo)必定位于這兩個(gè)定位節(jié)點(diǎn)之間的某處,,其具體的位置,可以利用這兩個(gè)定位點(diǎn)所接收到的該移動目標(biāo)信號強(qiáng)度的具體值,,通過簡單計(jì)算和現(xiàn)場實(shí)測校正來得到,。
值得注意的是,在環(huán)境較為復(fù)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(diǎn)數(shù)量的方法來提高定位精度,。
 

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