基于ZigBee的礦井無(wú)線(xiàn)定位系統

　　1 系統功能

　　ZigBee的無(wú)線(xiàn)定位系統經(jīng)濟實(shí)用，工作可靠，可實(shí)現對井下工作人員的精確跟蹤定位。該系統不但在發(fā)生事故時(shí)可發(fā)揮重要作用，也可對工作人員進(jìn)行13常管理；既可對井下進(jìn)行環(huán)境監測，也可完成人員定位任務(wù)。系統工作時(shí)，監控中心與終端可實(shí)現雙向通信，即監控中心可以廣播報警信號通知作業(yè)人員，作業(yè)人員也可以發(fā)送異常求救信號到監控中心 。

　　2 礦井ZigBee網(wǎng)絡(luò )的構建及硬件實(shí)現

　　2.1 ZigBee網(wǎng)絡(luò )的構建

　　工作人員作為ZigBee的終端節點(diǎn)，隨身攜帶RFD設備（使用電池供電），與上層的路由設備（FFD）保持無(wú)線(xiàn)聯(lián)絡(luò )。由于井下工作人員數量較多，故路由器采用分區域設置?？紤]到突發(fā)情況，為了避免節點(diǎn)出現故障而與網(wǎng)絡(luò )斷開(kāi)，可以采用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )（mesh）組網(wǎng)，這樣可保證數據不丟失。在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )的拓撲結構中，當其中某一個(gè)路由器（Router）出現故障時(shí)，則數據流選擇其他的路由器或協(xié)調器（Coordinator）進(jìn)行數據流的傳輸?？紤]到巷道較深，故路由器之問(wèn)采用無(wú)線(xiàn)電波接力的方式實(shí)現無(wú)線(xiàn)通信的連接。數據經(jīng)協(xié)調器實(shí)時(shí)匯總后發(fā)送到PC機，在監控終端可以實(shí)時(shí)獲取井下工作人員的集體信息。FFD設備作為協(xié)調器，采用有線(xiàn)電纜供電方式，同時(shí)要設有備用電源，防止災害發(fā)生時(shí)由于電纜中斷而無(wú)法正常工作 。

　　2.2 網(wǎng)絡(luò )的硬件實(shí)現

　　井下無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )硬件實(shí)現方式如圖1所示，其中JN5139 End device節點(diǎn)由井下人員隨身攜帶，作為終端節點(diǎn)，分布在各個(gè)巷道內，數量可以很多，實(shí)時(shí)與上層路由JN5139 Router節點(diǎn)之間進(jìn)行信息的傳遞和接收，終端（End device）節點(diǎn)彼此之間不能進(jìn)行通信，只能與上層的路由（Router）節點(diǎn)進(jìn)行通信。JN5139 Router節點(diǎn)可作為管理節點(diǎn)，分布在各個(gè)巷道內，主要用于接收來(lái)自終端（End device）節點(diǎn)的信息并進(jìn)行信息匯總，然后將收集并處理過(guò)的數據發(fā)送到協(xié)調器（Coordinator）節點(diǎn)。在網(wǎng)絡(luò )中可以根據需求來(lái)選擇路由節點(diǎn)個(gè)數，使其有效地管理各個(gè)巷道。協(xié)調器節點(diǎn)的主要任務(wù)是對來(lái)自各JN5139 Router節點(diǎn)的數據進(jìn)行處理，經(jīng)RS-232總線(xiàn)傳遞到PC機（網(wǎng)絡(luò )中該節點(diǎn)只能設置1個(gè)）。