文档介绍：大连理工大学
硕士学位论文
基于ZigBee的井下人员跟踪定位系统设计与实现
姓名:马钢
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:冯林
20081220
摘要煤矿井下环境复杂,存在多种安全隐患。近年来我国煤矿事故频繁发生,造成重大人员伤亡和经济损失,现有的煤矿安全监控系统已经无法满足安全生产需要。无线传感器网络是集无线通讯、数据采集和信息处理功能于一体的新型分布式自组织数据采集网络,技术是一种新兴的最具代表性的无线传感网络,具有统一技术标准和低成本、低功耗等特点。将技术应用于煤矿安全监测,将有效地提高煤矿安全生产监控和管理水平。本文深入研究了网络技术和协议,分析了技术的特点并与其它无线通讯技术进行了全面比较,得出了应用于井下人员定位系统的可行性与优势。在此基础上,结合国内外跟踪定位系统的发展状况及定位技术的最新研究成果,设计了以定位技术为基础的井下人员跟踪定位系统总体方案。系统采用无线网络与光纤以太网相结合的方式构建数据通讯平台,将井下多个工作面的人员定位数据等信息传输到井上控制室的数据处理服务器。本文介绍了系统的功能设备划分,并详细介绍了硬件设备的电路设计,包括基于的模块、定位分站、基准定位器、移动定位终端及光纤传输接口的电路设计。网络应用开发基于的协议栈甋,本文介绍了基于甋的功能设备软件设计。针对井下设备的防爆要求,本文系统介绍了本质安全型防爆技术,提出了系统设备本质安全设计方法。最后,本文介绍了模块及网络测试方法。基于的井下人员跟踪定位系统必将在矿井安全生产管理中起到重要的作用,具有重要的实际应用价值。关键词:;人员定位;矿井;本质安全;大连理工大学硕士学位论文
,琣,,畉甎,..甌基于的井下人员跟踪定位系统的设计甊.,—瑀..獁,,甿猄,.瑃琧,,,猵.,.畂.’一—
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学位论文题目:堑呈艘鉴丝圣兰堕型至鳖丝擞。弛日期:型年二∑月二二日虽童司大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知,除文中已经注明引用内容和致谢的地方外,本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果,也不包含其他已申请均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献若有不实之处,本人愿意承担相关法律责任。作者签名:
日期::甤辍蝗麦萌一日期:裷噕年上虑┤厂气■汤≥朗一/荔大连理工大学学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定,在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于大连理工大学,允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。作者签名:学位论文题导师签名:。’、大连理工大学硕士研究生学位论文
绪论课题背景煤矿安全生产工作近年来得到国家高度重视,国内井下安全事故频发,井上人员往往难以掌握井下人员的动态分布情况,一旦发生矿难或事故,对井下人员的救援缺乏可靠的信息,抢险救灾的效率低,成功率小。国家对井下生产条件进行了明确的规定和要求。井下生产环境的安全监测和准确获知井下人员的数量和位置是其中十分重要的要求。矿井环境监测为预防事故发生、提高矿井生产的安全性提供了有效保障。同时,矿井人员的考勤定位为及时掌握井下人员的数量和位置信息提供了行之有效的手段。它们为井下安全生产和遇险后展开营救提供了可靠的信息。为此,本文提出基于技术的矿井人员定位系统,实现对井下人员的跟踪定位,并入传感器监控模块,还可实现井下生产环境的监测。煤矿安全生产是国家安全生产工作的重点,矿井生产的人员考勤定位和安全监控是实现煤矿安全生产的技术支持。本课题即是应煤矿安全生产的需要而能源工业是国家经济发展的命脉所在,近年来,随着石油资源的紧张、石油价格的飙升,煤炭行业的重要性和不可替代性也日益凸现。我国幅员辽阔,矿藏丰富,煤炭储量高居世界首位。根据最新统计数据,我国可用煤炭总储量接近亿吨。我国煤炭资源丰富,煤炭是我国能源结构中的支柱。煤炭安全生产在我国国民经济安全生产中占有重要的地位。然而,我国煤矿与世界各主要产煤国家比较,矿井下地质构造比较复杂,开采安全问题较多,而且自然灾害也频频发生。近年来,我国煤矿事故仍然较多,个别地区重、特大事故频有发生。据不完全统计,近几年来中国煤炭产量占世界产量的%,可事故伤亡人数却占世界伤亡人数占%。轻则造成经济损失,重则造成人员伤亡,安全问题己经成为煤矿生产中的关键问题。不断加强灾害预防、事故救助等措施已成为当务之急。随着国家对煤矿安全生产工作的日益重视,煤矿现代化管理的需求,