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基于射频通讯的井下人员跟踪定位系统技术研究 　　摘要：基于射频通讯的井下人员跟踪定位系统是依靠井下现有网络实现了无线与有线通讯相结合的简单高效的人员跟踪与定位。可实现井下人员的定位与跟踪、生产调度指挥的直观化、考勤与管理的远程自动化和数字化以及突发情况的报警。 　　关键词：射频通讯人员跟踪定位高频无线收发模块 　　井下人员在巷道的位置大多是动态的，有些巷道长达几十公里，因此对人员的定位是很重要的。尤其在突发事件时迅速判断险区人员的数量拉置、身份，就能采取措施及时救助，把事故的损失和影响降到最低限度。人员定位跟踪系统就具有这种功能，而且还可以提供监视区域内的人数、工作区间历史记录和实时记录的统计报表。 　　1技术要求 　　井下人员跟踪定位系统技术为井下采煤作业的实际环境所限。目前我国煤矿井下照明条件使得视频信号对人员身份的界定方案不可行，而且视频监视限于主巷道、工作面等区域，对于几十公里的全矿区检测必须采用人员身份电子化的信号检测。具体要求以下几个方面: 　　(1)系统能根据实际需要覆盖井下巷道; 　　(2)系统依靠现有井下网络，无需重新布线; 　　(3)及时反映井下人员的实际位置，实现人员跟踪; 　　(4)实现人员身份界定，为矿井管理考勤提供信息; 　　(5)人员信息数字化，实现管理与检测的无人值守; 　　(6)突发事件时能够通知所有井下人员及时撤离。 　　2硬件实现 　　基于射频通讯的井下人员跟踪定位系统，以性能优异的无线收发一体数传模块PTR2000为核心，以单片机配合其数据收发，依靠井下现有网络实现无线与有线通讯相结合的简单高效的人员跟踪与定位。PTR2000芯片的显著特点是所需外围元件少，设计非常方便。该模块在内部集成了高频发射、高频接收、PLL合成、FSK调制/解调、参量放大、功率放大、频道切换等功能。是目前集成度较高的无线数传产品。 　　PTR200。的主要特性如下: 　　(1)该器件将接收和发射合为一体; 　　(2)工作频率为国际通用的数传频段433MHz; 　　(3)采用FSK调制/解调，可直接进行数据输入/输出，抗干扰能力强，特别适合工业控制场合; 　　(4)采用DDS(直接数字合成)与PLL频率合成技术，因而频率稳定性极好; 　　(5)灵敏度高达－105dBm; 　　(6)最大发射功率可达+10dBm; 　　(7)工作电压低(2.7v)，功耗小，接收待机状态电流仅为8μA; 　　(8)具有两个频道，可满足需要多信道工作的场合; 　　(9)工作速率最高达20kbit/s，超小体积，约40×27×5mm; 　　(10)可直接与CPU串口进行连接(如80 　　 　　　　31)，也可以用PS232与计算机接口，软件编程非常方便; 　　(11)标准的DIP引脚间距更适合于嵌入式设备; 　　(12)由于采用了低发射功率、高接收灵敏度的设计，因此使用时无需申请许可证，开阔地时的使用距离最远可达1000m,PTR2000管脚图如图1。 　　各引脚的功能说明如下:VCC(1脚)正输入端，电压范围为2.7－5.25V;CS(2脚):频道选择端。CS＝0时，选择工作频道1，即433.92MHz;CS＝1时选择工作频道2，即434.33MHz;D0(3脚):数据输出973 1248: 　　PTR2000可与计算机串口进行通讯，此时需要在中间简单的接一个RS232电平转换芯片，如MAX232等。也可与单片机(如89C52)配合使用，直接接单片机的串口或I/O口。连接时，PTR2000无线MODEM的DI端应接单片机串口的发送端，DO接单片机串口的接收端。利用单片机的I/O可以控制模块的发射控制、频道转换和低功耗模式。 　　3软件编程实现 　　在软件编程过程中，对PTR2000的工作模式和工作频道的选择尤为重要。发送PTR200。的通信速率最高为20kb/s,也可工作在其它速率如4800bps.9600bps下。在发送数据之前，应将模块先置于发射模式，即TXEN=1。然后在等待至少5ms后(接收到发射的转换时间)才可以发送任意长度的数据。接收时应将ptr2000置于接收状态，即TXEN=0。然后将接收到的数据直接送到单片机串口或经电平转换后送到计算机。待机模式，当PWR=0时，PTR2000进入节电待机模式，此时的功耗大约为8μA，在待机模式下不能接收和发射数据。PTR2000在无信号时，串口输出的是随机数据，此时，定义一个简单的通信协议，在发送时，在有效数据之前加两个字节的起始位标志，以便在接收方的软件中检测该标志并将其作为正式数据的开始。为了使系统能够可靠地通信，考虑数据的检错，采用奇偶校验方式。 　　为了实现人员身份定位，对每一个井下人员确定一个身份编码，存入所携带的发射模块，在井下依靠对此模块发射出的特殊身份编码来监测和识别人