基于ZigBee与CAN的煤矿井下人员定位系统.pdfVIP

·66 · 煤 矿 安 全 ( Total 4 10) 　　　　　　 　 　　 技术经验 基于 ZigB ee与 CAN 的煤矿 井下人员定位系统 安葳鹏 ,沈志广 ,潘亚峰 (河南理工大学 ,河南 焦作 45400 1) ( ) ( ) 摘 　要 :基于对无线通信技术 ZigB ee 与现场总线 CAN 技术的研究 ,介绍系统的构成及模块 功能 , 以单片机作为微控制器和采用 CAN 总线接 口转换技术 ,设计了一种煤矿井下人员定位系 统 。该系统采用新兴的 ZigB ee无线通信技术对井下的佩戴有标签设备人员进行定位和身份识 别 , 由读写器采集信息通过 CAN 总线传送到地面监控中心 ,监控计算机记录人员位置信息 ,实现 井下人员的考勤统计 ,并实现显示井下人员分布情况 ,为抢险救灾提供可靠依据和保证 。 关键字 : ZigB ee; CAN - bu s;人员定位 ;读写器 中图分类号 : TD 76　　　　文献标识码 : B 　　　　文章编号 : 1003 - 496X (2009) 0 1 - 0066 - 03 术特点 : 0　引　言 ( 1) CAN 网络上的节点不分主从 ,任一节点均 目前 ,煤矿普遍存在入井人员管理困难 , 管理 可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息 , 人员难以及时掌握井下人员的动态分布及作业情 通信方式灵活 。 况 。面对国内煤矿安全生产的要求越来越高 ,建立 (2) CAN 网络上的节点信息具有不同的优先 可靠实用的煤矿井下人员定位系统 ,对改善煤矿的 级 ,可满足对实时性的不同要求 ,高优先级的数据最 安全生产管理有着重要的现实意义 。本文设计的井 多可在 134 μs内得到传输 。 下人员定位系统是 2. 4 GHz新一代人员定位系统 , ( 3) CAN 采用非破坏性总线仲裁技术 , 当多个 采用国际上先进的 Zigbee 无线网络技术 , 能够及 节点同时向总线发送信息时 ,优先级较低的节点会 时、准确地将井下各个区域人员的动态情况反映到 主动地退出发送 ,而最高优先级的节点可不受影响 地面计算机系统 ,使管理人员能够随时掌握井下人 地继续传输数据 ,从而节省了总线冲突的仲裁时间。 员的分布状况和每个下井人员的入井 、升井时间 ,查 (4) CAN 只需通过报文滤波即可实现点对点、 看人员运动轨迹 ,便于进行更加合理的管理 。 一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据 , 无需专门的 “调度 ”。 ( ) 1　ZigB ee技术和控制器局域网 CAN 技术 ( 5) CAN 的直接通信距离最远可达 10 km (速 ZigB ee是 200 1年 9 月才发展起来的一种新兴 ) ( 率 5 kb it/ s以下 ; 通信速率最高可达 1 M b it/ s 此 的无线传输协议标准 ,具有近距离 、低复杂度 、低速 时通信距离最长为 40 m ) 。 率 、低功耗 、低成本等特点的双 向无线通信技术 。 ( 6) CAN 的通信介质