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本科毕业设计开题报告 题 目： 基于ZigBee技术的井下人员跟踪系统设计 专 题： 院 （系）： 电气与信息工程学院 班 级： 通信工程07-1班 姓 名： 刘春龙 学 号： 0708050108 指导教师： 张智勇 教师职称： 高级工程师 黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告 ? 题 目 基于ZigBee技术的井下人员跟踪系统设计 来源 生产实践 1、研究目的和意义 面对国内煤矿安全生产的要求越来越高，建立可靠实用的煤矿井下人员跟踪定位系统，对改善煤矿的安全生产管理有着重要的现实意义。 本论文设计的井下人员跟踪系统是2.4GHz新一代人员跟踪定位系统，采用国际必威体育精装版ZigBee无线网络技术，能够及时、准确的将井下各个区域人员的动态情况反映到地面计算机系统，使管理人员能够随时掌握井下人员的分布状况和每个下井人员的入井、升井时间及运动轨迹，以便于进行更加合理的管理。当事故发生时，救援人员也可根据井下人员定位系统所提供的数据、图形，迅速了解有关人员的位置情况，及时采取相应的救援措施，提高应急救援工作的效率，可以较好地解决潜在的一些问题，具有一定的先进性和实用性。 2、国内外发展情况(文献综述) 对于井下定位技术的研究，最早的可以追溯到1991年南非德比尔公司的芬什矿山使用的地下矿铲运机自动测位系统。该系统在矿山四周的关键位置布置了一组红外线邻近效应探测器。当车辆通过某探测器下面时，装在车上的红外线发射器向该探测器发射一个用于识别该机车的数码。这个数码被传到一个控制着调度过程的中央计算机。红外线探测器之间需要设置识别环路设备，这意味着基础设施费用提高，并且系统的灵活性较差。 1994年在南非普雷米尔(Premier)金刚石矿安装了一种微波信标系统，它包括一个车上安装的监测器。该监测器连续探测设在矿山周围各关键点的微波信标是否出现，该信标为圆柱形，用电池供电，发射超过3m范围的统一调制识别信号。 1995年澳大利亚芒特艾萨矿业公司开发了一种基于射频识别(RFID)技术的人员探测系统，用于监测矿工是否进入危险地带。这个系统使用顶板安装的天线，用来监控装在每个矿工帽上的小型无源信标，进而可以知道各个天线所覆盖范围内的人员情况。 目前，随着国家对煤矿安全的日益重视和监管力度的不断加强，我国大中型煤矿及广大乡镇小煤矿已大量装备了煤矿安全生产监控系统。国内也有很多企业开始从事井下人员定位与管理系统的研究与开发，如北京凌天世纪自动化有限公司研制的KJ155型矿用人员跟踪考勤系统，维深电子研制的井下人员跟踪系统，以及上海秀派电子科技有限公司研制的KJ19井下人员及设备跟踪系统等等。上述系统基本上都是采取的RFID技术，RFID技术是从70年代发展起来的，也是目前研究的一个热点。这类系统通过在矿井进口处以及一些关键通道入口处使用射频卡读写系统来实现对下井人员的登记记录，从而进行跟踪定位。实际上这只是实现了人员的粗定位，即只是将人员定位在一定的范围内，而没有把人员定位在一个具体的位置点上，因此，不能实现实时跟踪和定位。 3、研究内容 1．通信接口的设计 将ZigBee技术应用于煤矿井下的无线通讯以及人员定位，在遵循IEEE802.15.4/ZigBee协议的基础上，根据实际情况自定义通讯协议，实现ZigBee通讯子网之间以及ZigBee通讯子网和地面的数据接收解析模块的通信接口。ZigBee是采用成熟无限通讯技术的全球统一标准的开放的无限传输技术，解决了系统的信息采集、无线网络数据通讯的问题，但是ZigBee通讯子网之间以及ZigBee通讯子网和地面的数据接收解析模块的通信接口还需要定义，使通讯信息简洁而有效，其中包括ZigBee定位模块的标识问题，以及位置信息的时间标志问题[2]。 2．实时的、动态的数据分析 某个人员位置判断的依据有：定位节点的地址、路由节点的地址和时间序号，而某个人员可能处于几个路由节点交叠的范围内，根据这些有限的信息判断人员位置有可能误判，判断实时判断超员、超