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ZigBee技術在煤礦井下救援系統中的應用

作者:湛浩星 孫長嵩 吳珊 李冬艷  
評論: 更新日期:2011年03月08日

 ?、俣ㄎ还?jié)點:定時發(fā)出存在信息,用于攜帶它的工作人員的定位。

  ②路由節(jié)點:接收定位節(jié)點發(fā)出的信息,并將此信息路由(跳傳)至接入節(jié)點。

 ?、劢尤牍?jié)點:接受來自路由節(jié)點數據,并將其通過以太網絡發(fā)送至監(jiān)察系統。接入節(jié)點是一個ZigBee組織者,他通過一個以太網關與以太網相連。網關與ZigBee接入節(jié)點通過RS232串口進行通訊連接。

 下面對圖4中定位節(jié)點D1,D2和D3的路由路徑分別加以說明,D、L、J分別表示定位節(jié)點、路由節(jié)點和接入節(jié)點。

  從圖4中可以看出D1同時處于L2和L3檢測范圍之內,但是由于D1被障礙物阻擋不能與L3通訊,而只能與L2通訊,因此其路由路徑為:

  D1→L2→Ll→Jl→以太網

  D3同時處于L3和L4檢測范圍之內,但是由于D3被障礙物阻擋不能與L3通訊,而只能與L4通訊,因此其路由路徑為:

  D3→L4→L5→J2→以太網

  D2同時處于L3和L4檢測范圍之內,并且D2沒有被任何障礙物阻擋,因此能與L3和L4同時通訊,路由路徑為:

  D2→L4→L5→J2→以太網

  D2→L3→L2→Ll→Jl→以太網

  系統工作時,需要將定位節(jié)點附著在井下人員身上,將其位置信息通過ZigBee網絡和以太網絡送入煤礦井下救援系統,最后借助GIS技術將人員的位置信息在電子地圖上實時的標出。在定位過程中,需要實現以下兩個關鍵技術:

  (1)ZigBee節(jié)點的標識:每個ZigBee節(jié)點都有64位的永久地址,作為其唯一性標識??梢詫⑦@個地址映射為對應用層有意義的名字,從而可對每個節(jié)點進行身份辯認。

  (2)定位判定:移動中的定位節(jié)點可由一個ZigBee網絡進入另一個ZigBee網絡中,由接收到定位節(jié)點信號的路由節(jié)點決定其位置。位置判斷的依據為兩個無線信號參數:LQI(LinkQualityIndicator)和SSI(SignalStrengthIndicator),這兩個值由路由節(jié)點在接收到定位節(jié)點的信號后得出。位置判斷的精度取決于路由節(jié)點分布的密度,需要根據現場實際情況方可決定。

  4、結束語

  木文提出了一種基于ZigBee技術的井下人員無線定位系統的開發(fā)和使用,該技術能夠大大提高煤礦井下救援系統在救援過程中的積極作用,能為事故救援提供高可信的、重要的數據資料,減少事故發(fā)生的可能性,降低人員的傷亡。木系統目前已經在黑龍江省雙鴨山礦業(yè)集團得到成功應用和推廣,并取得良好的社會和經濟效益。

  然而,目前定位系統中定位節(jié)點只能起到地理定位作用,如果將瓦斯傳感器、環(huán)境監(jiān)測傳感器等多種傳感器和定位節(jié)點結合,將井下生產作業(yè)區(qū)的溫濕度、氧含量、有毒有害氣體含量、粉塵含量等多種環(huán)境參數通過無線網絡傳送到煤礦井下救援系統,實現實時監(jiān)測,這對煤炭行業(yè)與其相關行業(yè)的平穩(wěn)健康發(fā)展無疑有重要的意義。重視歷史數據的收集與積累,對煤炭行業(yè)職業(yè)病典型的塵肺病)的有效防治提供支持,上述內容將在以后的工作中作進一步的研究。

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