基于MEMS技术的井下人员健康参数无线采集系统

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基于无线传感器网络的煤矿井下人员定位系统设计与实现

基于无线传感器网络的煤矿井下人员定位系统设计与实现作者：岳秋艳,王文学,郭霞来源：《电脑知识与技术》2011年第15期摘要：井下人员定位系统对于提高煤炭企业的安全管理水平和应急救援水平都十分必要。

现有基于RFID技术的井下人员定位系统开发受RFID技术的限制无法满足井下全方位人员定位的要求。

近年来随着无线通讯技术和无线传感器网络技术的迅速发展，为研发下一代的井下人员定位系统提供了技术基础。

该文针对煤矿井下人员定位的需求基于无线传感器网络技术提出了井下人员定位系统的设计方案，该方案能够实现井下人员的准确定位，有利于提升矿山企业的数字化安全管理水平。

关键词：RFID；无线传感器网络；锚节点；定位中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)15-3725-02我国煤矿地质条件复杂、地下环境特殊，导致矿难频发、矿难救援难度极大。

目前由于煤矿井下普遍存在着入井人员管理困难、井下人员的分布及作业情况难以及时准确掌握的问题，导致矿难发生后无法对井下被困人员及时抢救，给煤矿安全生产工作带来了极大的隐患。

近年来，国内众多的企业基于RFID(Radio Frequency Identification ，即射频识别，俗称电子标签) 技术陆续推出了众多的煤矿井下人员定位系统，此类的人员定位系统具有体积小、重量轻、便于携带等优点，有效地弥补了我国井下人员定位系统的空白，成功的应用在国内众多的煤矿中。

但由于RFID技术在使用中存在通信距离短、基站安装成本高的缺点，无法实现井下无线信号的全覆盖和人员的精确定位，只能做到区域定位；而且RFID技术在多人同时通过无线基站时存在漏读卡现象，这种基于RFID技术的井下人员定位系统无法满足井下全方位人员定位的要求，并非真正意义的人员到位跟踪系统，只能够用于入井人员的考勤管理。

近年来随着无线通讯技术和无线传感器网络技术的迅速发展，为研发下一代的井下人员定位系统提供了技术基础。

无线数据采集系统在油田生产中的应用研究

较弱，内部的供应链也不复杂，跟大型企业信息化有很
大的区别。那么，对中小物流企业来说，利用电子商务
来拓展商机比建立一个信息管理系统更具实际意义。
减、市场的巩固、销售额的增加以及为各户提供的服务水准的提高等。联盟的形成并非需要某个企业单干，而是大家共同来构建有吸引力的某种信息通信网络。５物流服务是物流信息化的核心，要将满足客户需．求作为物流信息平台和物流信息系统建设的出发点，围
建方便。
星进行数据传送来替代管理节点的传输效用。
１相关的节点构成。无线传感网络节点主要是由．２处理器模块、能量供应模块、传感器模块以及无线通信
模块构成的。其中，处理器模块主要是用来进行对整个无线网络节点的实际操作实施控制的，对各种数据包括
自身的数据和由其他节点而来的数据的进行存储与处
在什么时候都能够采用无线通道进行有效连接，最终采
取相互协作的具体模式经由局部的实际信息数据采集以
及预处理、节点处的数据交换行为实现整个任务的有效
完成。
１１．相关的网络结构。无线传感器网络系统结构一般包含了管理节点、汇聚节点以及传感器ห้องสมุดไป่ตู้ 点三个部
二、无线数据采集系统在油田生产中的应用简析
参考文献
［］１王之泰现代物流学［．ＭＩ北京：中国物资出版社，０２３０［】２中国物流与采购联合会．中国物流年鉴（Ｏ５下册）Ｍ】２Ｏ上『．北京
的覆盖功能，同时要看到信息化建设的系统性、全局性

基于MEMS技术和无线射频网络的人体健康参数采集系统

念、健康方式和途径都发生了深刻的变化，人们对于
自身的健康状况越来越关注，如何通过高技术手段为他们提供更加方便快捷的健康监测和医疗服务是全世界各国都在研究的课题［．１］
近年来，ＭＳ技术得到了全世界的广泛关注ＭＥ
提出了一种可以采集多种人体健康参数，并用无线射频网络进行数据传输的方法．于此方法设计了基系统的原型装置并进行实验，取得满意效果．
ｄｓｇｆｓｆｗａｅａｄｈｒｗａｅｔａｍｐｏｅｎｔｅｓｓｅｅｉｎｏｏｔｒｎａｄｒｈｔｅｌｙｄｉｈｙｔｍ．Ｔｈｒｃｓｏｏｙｈａａｕｅｉｅｐｅｉｉｎｉｂｄｅｔｍｅｓｒｓ±０ｎ．５ａｄｉｌｏｒｓｕｅｍｅｓｒＳ± １ｍｍＨｇＷｉｈｎａｆｅｔｖｏ ℃ ｎｎｂｏｄｐｅｓｒａｕｅｉ．ｔｉｎｅｆｃｉｅｃｍｍｕｉａｉｎｄｓａｃ。ｔｅｐａｔｃ１ｎｃｔｏｉｔｎｅｈｒｃｉａ
本的人体健康参数采集系统．介绍了系统的测量原理以及硬件和软件设计．系统测量体温的精度为±Ｏ５，该．℃ 测量血压的精
度为±１ｍｍＨｇ在可靠通讯距离下无线数据传输的实际乱码为０，．
关键词：ＭＳＭＥ传感器；无线射频技术；人体健康参数；数据采集
ＡｂｔａｔＴｈｓｓｓｅｉｔｇａｅＥＭＳａｄｒｄｏｆｅｕｎｙｔｃｎｑｅｔｇｔｅ，ｎｕｓａｎｗｔｏｓｒｃ：ｉｙｔｍｎｅｒｔｓＭｎａｉｒｑｅｃｅｈｉｕｏｅｈｒａｄｐｔｅｍｅｈｄ

基于全无线的矿山井下人员精确定位系统研究与应用ppt

44人[43] 10人[44]
4人[54]
煤矿安全“六大系统”

全避险“六大系统”的建设完善工作 2013年没有“六大系统”..停产整顿..吊销生产许可证《关于开展煤矿井下安全避险“六大系统”检查的苏煤安[2011]27号通知》（安监总厅煤装[2011]73号）
监测监控系统井下人员定位系统紧急避险系统压风自救系统必须尽快建设“六大系”！供水施救系统国务院和国家安全监管总局要求全面推进井下安通信联络系统
KeyBridge
无线网络节点
KeyBridge
无线网络节点
KeyBridge
人员终端扩展其它设备
移动终端
实现人员定位系统功能的核心设备
电池供电实时定位短信收发应急照明
姓名工号
声光报警低电压提示。。。
可远程配置、无线升级。核心技术
综合信息管理平台
人员实时定位更多扩展人员轨迹回放
基于全无线的矿山井下人员精确定位系统研究与应用
键桥通讯PPT模版
中文PPT副标题位置规范
“感知矿山”物联网建设

提纲
1
项目背景
2
项目内容
3
项目创新性
4
总结与展望
提纲
1
项目背景
2
项目内容
3
项目创新性
4
总结与展望
2011年煤矿事故人数统计
日期地点公司矿难原因死亡人数受伤人数备注
窒息
高峰铁矿
6人
1人[18]
5人获救[51]
全市煤矿停
3月22日
河南驻马店泌阳顺达铁矿 4月21日河南南阳唐河
时代矿业

基于MEMS技术和无线射频网络的人体健康参数采集系统

第１９卷第５期２００６年１０月
传感技术学报
ａⅡ＾刀￡ＳＥＪｏＩ瓜ＮＡｌ０ＦＳＩ粥ＳＯＩ略ＡＮＤＡＩ田ＵＡＴＤＲＳ
ｖ０１．１９Ｎｏ．５０ｃｔ．２００６
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（ＫＰｙｋ６０ｍ￡ｏ删ｏ，叻涮Ｐｃｆｒ０竹拓ｎｃ矗加ｚｏｇ了口”ｄＳ３Ｊｓｆ跏ｓ，朐竹池ｒｏ厂尉Ｍ∞￡ｉｏ＂，吼。竹鲥竹ｇ砺洫ｒｓ的，吼ｏ”ｇｑｉ靠ｇ４０００４４，吼ｉ徽）
制器件．ＰＤＩＵＳＤＢｌ２完全符合ＵＳＢｌ．１规范，集成了３２０ｂｙｔｅ多结构ＦＩＦＯ存储器，主端点的双缓冲
转换得到的数据存人内郜存储单元，同时也将这些存储单元设定为显示数据地址单元，供显示缓冲区
配置增加了数据吞吐量并轻松实现实时数据传输，完全自治的直接内存存取ＤＭＡ操作，并且采用了
调用．液晶显示选用的是带有１２Ｃ总线接口的ＬＣＤ驱动／控制芯片ＰＣＦ８５７６，只需占用微控制器的两个Ｉ／Ｏ口即可．另外还外接了一个蜂鸣器来作为报警装置，当采集到的参数经ＡＤ转换后的值超出了预设好的标准范围，就会蜂鸣报警．２．３无线发射与接收
ｓｅｎｓｏｒｓ；Ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅ；Ｈｕｍａｎ，ｓｈｅａｌｔｈｐａｒａｍｅｔｅｒｓ；Ｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ
Ｅｌ￡ＡＣＣ：７２３０Ｊ；７２ｌＯＧ
基于Ｍ卟假技术和无线射频网络的人体健康参数采集系统
余海钱，廖海洋。，王涵
（重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室，重庆４０００４４）
此必须正确设置ＵＳＢ描述符与ＵＳＢ设备请求命
令．ＰＤＩＵ跹ｊＤｌ２通过从端点读出的数据判断ＰＣ机发来的是何种请求，再根据不同的请求将描述符等信息反馈给ＰＣ机．ＰＣ机就是通过这些反馈信息来

基于无线传感网络的井下人员定位和瓦斯监测关键技术研究

基于无线传感网络的井下人员定位和瓦斯监测关键技术研究一、本文概述随着煤炭工业的快速发展，安全生产问题日益受到人们的关注。

在煤矿生产过程中，井下人员的定位和瓦斯浓度的监测是确保安全生产的重要环节。

传统的有线监测系统存在布线困难、维护成本高、灵活性差等问题，因此，研究基于无线传感网络的井下人员定位和瓦斯监测关键技术具有重要意义。

本文旨在探讨基于无线传感网络的井下人员定位和瓦斯监测系统的关键技术，分析其工作原理、系统架构、算法优化等方面的问题。

通过对无线传感网络技术的深入研究，提出一种高效、稳定、可靠的井下人员定位和瓦斯监测方案，为煤矿安全生产提供有力的技术支持。

本文首先对无线传感网络的基本原理和关键技术进行介绍，包括无线传感网络的基本概念、拓扑结构、通信协议等。

然后，详细阐述了井下人员定位和瓦斯监测系统的设计和实现过程，包括传感器节点的选择、网络拓扑的构建、数据传输和处理等方面。

在此基础上，对定位算法和瓦斯浓度监测算法进行优化，提高系统的准确性和稳定性。

通过实验验证和现场应用，对本文提出的井下人员定位和瓦斯监测方案进行了评估。

实验结果表明，该系统具有较高的定位精度和瓦斯监测准确性，能够满足煤矿安全生产的实际需求。

该系统还具有灵活性强、维护成本低等优点，为煤矿安全生产提供了一种有效的解决方案。

本文的研究对于提高煤矿安全生产水平具有重要意义，为无线传感网络在井下人员定位和瓦斯监测领域的应用提供了理论支持和实践指导。

二、无线传感网络概述无线传感网络（Wireless Sensor Networks，WSN）是一种由大量传感器节点以自组织方式形成的网络，其主要功能是对环境进行监测和数据采集。

每个传感器节点通常配备有感知、计算和通信能力，可以感知并采集环境中的各种信息，如温度、湿度、压力、光照、声音、振动等，并通过无线通信技术将数据传输到上级节点或中央处理单元。

无线传感网络具有部署灵活、扩展性强、维护成本低等优点，因此在许多领域，如环境监测、农业智能化、智能交通、智能家居、军事侦察等，都有着广泛的应用前景。

基于MEMS的人体运动信息采集系统

摘要摘要近年来，随着大众对体育运动的关注逐渐增加，对健康生活意识不断增强，智能运动设备迎来了最好的发展机会，同时借助MEMS传感器技术的发展，基于MEMS的人体运动信息采集系统具有很重要的应用价值。

该系统可以实现对人体运动状态及身体信息等的实时监测，对于可能发生的运动损伤等问题及时预警，将该系统应用在竞技运动项目中，能够详细记录运动员的训练数据，辅助运动员制定合理的训练计划，提升运动员比赛成绩。

因此，基于MEMS的人体运动信息采集系统及其进一步应用具有重要意义。

本论文首先根据基于MEMS的人体运动信息采集系统的主要应用，对该系统所需的MEMS传感器进行建模分析，为确保其测量精度，给出标定方法，并针对MEMS传感器测量精度易受温度影响的特点，对其进行温度补偿。

进一步给出一种多传感器同步测试方法，提高MEMS传感器的标定、温度补偿及测试效率。

然后，本论文针对基于MEMS的人体运动信息采集系统在实际应用中的需求，根据三种MEMS传感器的特性设计姿态估计算法，实现由传感器测量数据到姿态数据的转换，并对算法的性能进行分析及改进，进一步实现全角度姿态估计算法。

对比了四种UWB定位算法，从中选择TDOA算法，并对其进行详细分析以及仿真验证，确保UWB定位算法的定位精度。

接下来，本论文完成了整个基于MEMS的人体运动信息采集系统的硬件设计，先给出了该系统的整体设计方案，并在此基础上对该系统采用模块化设计，分别设计了姿态测量单元、UWB定位单元以及数据存储及通信单元，其中姿态测量单元由根据实际使用中的不同需求，设计了微小型姿态测量单元和多功能姿态测量单元，而数据存储及通信单元为了保证数据存储及传输的可靠性，分别设计了数据离线存储单元及蓝牙远程通信单元。

该系统采用模块化设计，使得该系统具有更为方便的扩展与升级能力，具有较好的适用性及可靠性。

最后，本论文对基于MEMS的人体运动信息采集系统的性能进行了测试，主要完成了对其姿态测量单元静态及动态姿态估计精度、UWB定位精度的测试，然后利用该系统对常见的头部运动进行采集验证其信息采集能力，并在以羽毛球为背景的应用环境中对该系统的整体性能进行测试，验证其具备运动信息采集能力，可以与神经网络等智能算法相配合，完成更为具体的人体运动信息分析功能。

基于误差修正技术的井下人员MEMS定位方法

基于误差修正技术的井下人员MEMS定位方法孙伟;李婉秋;初婧;李瑞豹【摘要】针对矿井安全对井下人员位置信息精度和连续性提出的更高要求，提出一种基于误差修正方案的井下人员MEMS定位技术。

依据加速度计输出比力均值和方差判定人员步态识别并完成脚部静止时间段的检测，结合零速误差修正工作原理，改进传统卡尔曼滤波方案，完成人员静止状态下运动信息计算误差和惯性器件偏差的滤波估计与补偿。

搭建MEMS惯导系统实验平台，设计加速度方差阈值获取实验以及人员水平与三维运动实验。

实验结果表明，基于误差修正技术的人员定位方法具有较高定位精度和可靠性。

%According to the requirement of position accuracy and continuity for underground staff by mine safety, MEMS position method for mining personnel based on error correction was proposed in this paper. Based on the changes of acceleration of personnel walking characteristics changes, the gait recognition method was designed by mean and variance of the force for the purpose of detecting the time period in a stationary state. Combined with the principle of zero error update, the traditional Kalman filter was designed and the calculation errors for personal moving and inertial errors were estimated in stationary. The evidence for gait recognition could be calculated by the experiment of acceleration variance threshold. The horizontal and three-dimensional motion experiments were carried out by personnel MEMS inertial navigation system. Experiment results show that,the higher accuracy and reliability based on error correction technology could be reached by personnel positioning method.【期刊名称】《传感技术学报》【年(卷),期】2014(000)007【总页数】7页(P898-904)【关键词】MEMS;井下定位;零速误差修正;惯性导航【作者】孙伟;李婉秋;初婧;李瑞豹【作者单位】辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院，辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院，辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院，辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院，辽宁阜新123000【正文语种】中文【中图分类】TP212井下人员位置信息的实时准确获取对于掌握井下人员运动轨迹、确定事故发生时遇险矿工的准确位置,可为救援方案的制定提供依据[1-3]。

基于WiFi和ZigBee的井下人员无线跟踪与定位系统的设计_蒋磊

[ 2]
行语音通话 , 可实现手机与手机通话、手机与固定电话通话。同时, 本安型手机配置有 ZigBee 定位模块, 具有定位功能。 ( 2) 硬件设计本安型手机结构如图 4 所示。手机选用 Sam sung 公司生产的基于 ARM11 的 32 位高性能、低功耗 RSIC 通用微处理器 S3C6410 来构建主板 , 外围组件包括存储模块、电源管理模块、触摸屏显示模块、声卡模块、 ZigBee 模块和 WiFi 模块。
N o. 7 Jul. 2011
科研成果文章编号 : 1671- 251X( 2011) 07- 0001- 06 DOI: CNKI: 32- 1627/ T P . 20110628. 1355. 001
基于 WiFi 和 ZigBee 的井下人员无线跟踪与定位系统的设计
蒋磊 ,
1
于雷 ,
2
针对现有矿山人员定位系统成本高安装复杂只能区域定位等问题提出了一种基于wifi和zigbee技术的井下人员无线跟踪与定位系统的设计方案和一种符合矿山实际要求的基于一维线性空间的实时定位方法详细介绍了该系统的软硬件设计
第7期 2011 年 7 月
工矿自动化
Indust ry and M ine Auto mation
Design of W ireless T racking and Positioning Syst em of U nderground P ersonnel Based on W iF i and ZigBee
JIANG L ei1 , YU L ei2 , WAN G Zhen chong 1 , ZH ANG Yi chi1 ( 1. Scho ol of Mechanical Elect ro nic and Info rmat io n Eng ineering of CU MT . ( Beijing) , Beijing 100083, China. 2. Inf orm at ion Inst it ut e of St at e Adm inist rat ion of W ork Safet y, Beijing 100029, China) Abstract : In order t o solv e problem s of hig h cost , complex inst all at ion and limit at io n of zone lo cat io n of current m ine personnel po sit ioning sy st em, the paper put f orw ard a design scheme of w ireless t racking and posit ioning syst em of under ground personnel based on WiF i and ZigBee and a r eal time po sit io ning met hod based on o ne dimensional linear space w hich is perf ect ly fit for realist ic requir em ent o f mine under ground, and intr oduced desig ns o f hardw ar e and so ft w are of the syst em in det ails. T he syst em uses WiF i t echnolo gy t o const ruct w ireless voice local netw o rk, uses Z ig Bee t echno logy t o const ruct w ireless senso r mo nit oring net w ork, and achieves co ver ag e of real t ime com municat ion signals and po sit io ning sig nals t hrough integr at ed subst at ions w hich can t ransmit WiFi and ZigBee signals simult aneously. T he syst em has been applied w it h a g ood ef fect . Key words: m ine, personnel posit ioning, pr ecise posit io ning, w ireless com municat ion, lo cat io n algo rithm of o ne dimensio nal linear, WiF i, Z ig Bee 0 引言

基于无线网络技术的煤矿井下人员定位系统研究徐琴

基于无线网络技术的煤矿井下人员定位系统研究徐琴发布时间：2021-09-16T06:31:38.597Z 来源：《中国科技人才》2021年第18期作者：徐琴[导读] 无线网络技术由于其诸多优势被广泛应用于煤矿井下人员定位系统中，本文以某矿矿建立井下人员定位系统为研究背景，采用无线网络通信技术，分别对某矿井下主干网络部署、井下无线网络规划和井下无线网络配置进行设计。

设计的无线网络系统被应用于某矿，并介绍了该系统的使用界面、预警指示以及相关职工的安全教育培训。

中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆市 400039摘要：无线网络技术由于其诸多优势被广泛应用于煤矿井下人员定位系统中，本文以某矿矿建立井下人员定位系统为研究背景，采用无线网络通信技术，分别对某矿井下主干网络部署、井下无线网络规划和井下无线网络配置进行设计。

设计的无线网络系统被应用于某矿，并介绍了该系统的使用界面、预警指示以及相关职工的安全教育培训。

关键词：无线网络技术；井下人员定位随着煤矿领域的快速发展，人们越来越关注煤矿安全问题。

人员定位系统是保障煤矿井下工作人员安全的重要措施，由于煤矿作业环境的特殊性决定了对人员定位系统具有相对较高的要求。

随着科学技术的不断发展，越来越多的先进技术被应用到煤矿井下人员定位系统中，显著提升了定位系统运行的稳定性和可靠性，以及定位精度。

当前阶段Wifi无线网络技术以其显著的优势在很多领域得到了非常广泛的应用，包括煤矿领域。

1煤矿井下人员定位系统总体设计 1.1某矿井下主干网络部署某矿由于井田面积较大，巷道长度较长，UTP5类双绞线无法完成远距离的信号传输。

因此，本次设计在某矿设立系统主干网络，在地面至井下及井下各巷道分布部署两根12芯单模光纤组建的以太网。

两根光纤穿过副井连接地面上下的网络，在光纤两端安装光纤收发器以进行光电转换，可以实现网络覆盖范围的扩大。

巷道内部同样采用光纤材料设计主干网络传输，通过巷道内的POE交换机实现连接，最终使得副井与井下各巷道内的主干网络组成环状网络结构，保证了该主干网络结构的稳固性。

录井通用无线数据采集与传输系统的研制的开题报告

录井通用无线数据采集与传输系统的研制的开题报告一、课题背景随着石油勘探技术的不断发展，钻井技术的发展也变得越来越先进。

录井是指在钻井过程中对井壁的一系列物理性质进行测量和记录，并将数据传递给地面进行分析和处理，从而提高油气勘探效率和成功率。

传统的录井数据采集与传输系统采用有线方式，不仅需要布置大量的电缆，而且在使用过程中容易出现故障和断电。

因此，开发一种无线数据采集与传输系统成为了解决这些问题的重要途径。

现代无线通信技术和传感器技术的不断发展，使得无线数据采集与传输系统的应用越来越广泛。

本课题旨在开发一种适用于录井的无线数据采集与传输系统，实现录井过程中的高效采集数据和远程传输数据，提高钻探效率和节约成本。

二、课题研究的意义当前传统的录井数据采集与传输系统采用有线方式，需要布置大量的电缆，并且在使用过程中容易出现故障和断电，从而影响钻井进展。

而无线数据采集与传输系统可以解决这些问题，从而提高录井效率和成功率。

本课题研究的无线数据采集与传输系统，可以促进录井技术的发展和更新，提高录井数据的采集精度和传输速度，使得录井处理更加高效和精确，为油气勘探提供更好的技术支持。

三、研究目标与内容本研究旨在开发一种适用于录井的无线数据采集与传输系统，研究内容包括：1. 系统架构设计：设计无线传感器节点、数据采集模块、数据处理模块、数据显示模块等模块，并对系统实现进行统一架构设计；2. 无线传感器设计：设计便携式、低功耗、高灵敏度录井传感器，包括钻井深度、井壁压力、井壁温度、井壁密度、液位等参数的测量；3. 无线通信协议设计：研究并设计适用于录井数据传输的无线通信协议，保证数据传输的高效、准确和安全性；4. 数据处理与管理：通过云计算技术，实现数据的统一管理和处理，并开发相应的数据分析工具；5. 系统集成与实现：将上述模块进行集成，并进行系统实现和测试。

四、研究方法本研究主要采用以下方法：1. 调研：调研目前国内外无线数据采集与传输技术的发展现状和趋势，对比分析钻井现场的电缆布置情况和实际需求，掌握录井数据采集和传输的技术现状和发展方向。