基于zigbee的人员定位系统介绍
基于Zigbee技术的井下人员定位系统
基于Zigbee技术的井下人员定位系统介绍了一种基于Zigbee技术的井下人员定位系统。
通过分散信号收发器对信号的采集收发,再经数据检测分站传输到地面控制总站以完成井下的人员、设备定位,以提高安全作业、遇险获救的系数。
标签：Zigbee;定位系统;分散信号收发器;数据检测分站煤矿安全生产一直是各部门各煤矿生产企业最为关心的一个问题。
如何提高安全生产系数,实现高效、及时、准确的安全监管,在事故发生是,保证抢救受困人员,降低人员伤亡是亟待解决的一大课题。
本文介绍的基于Zigbee技术的井下人员定位系统即是通过时兴的无线通信技术,将井下生产作业情况、人员设备的具体位置信息及时准确反馈到地面控制系统上,既能有效排除安全生产隐患,又能在事故发生时,及时掌握井下具体情况,使救援抢险工作有的方式。
1 Zigbee技术ZigBee是一种新兴的无线网络技术,短距离、低速率、低功耗。
Zigbee无线网络系统配置主动式射频卡,能主动发送数据给读写器,系统由可多到65000个无线数传模块组成,每一个模块可相当于一个基站,在整个系统范围内,它们之间可以进行相互通信。
因此,每个网络节点间的通信距离经扩展后可以实现几百米,甚至几公里。
在节能省电方面,一个模块使用两节普通五号电池可支持长达12个月的时间;在高可靠性方面,采用碰撞避免机制,避免了发送数据时的竞争和冲突;从响应时间上,从睡眠转入工作状态约15ms,节点连接网络约30ms;在保密性方面,采用通用的AES-128加密算法,且具备64位出厂编号。
2 利用Zigbee技术的井下人员定位系统经过实地观测,在井下作业的各个工区通道内安置若干个信号发生器,即Zigbee网络系统的各个节点,再根据数据检测分站的情况完成网络布线,与地面上位机控制系统联网。
当配备安装了信号感应器的井下工作人员在各个通道内工作时,被安置在各处的信号发生器感应到,三个以上信号发生器通过测将获取信息传到控制中心的计算机上,根据具体的定位算法即可计算出具体位置,并在上位机系统的控制界面中显示出来。
基于zigbee矿井下人员定位系统的设计与研究
ｓ ｓｅ ｉ ｏ ｉ ｈ ｒｐ ｓｔ ｎｐ ｅ ｉｉ ｎ ｔａ ｓ ｓ ｉ ｎ ｔ ｌ ，ｅ ｏ ｋ ｆ ｘ ｂ ｅ Ｔ ｅｒ ｓ ａ ｃ ｈ ｗｓｔ ａ ， ｈ ｙ ｔｍ ａ ｎ ｇ ｈ ｎ ｕ ｄ ｒ ｙ ｔｍ ｓ ｆ ｇ ｅ ｏ ｉ ｏ ｒ ｃ ｓｏ ， ｒ ｎ ｍｉ ｓ ｉ ｙ ｎ ｔ ｒ ｅ ｉ ｌ ． ｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｓ ｏ ｔ ｅｓ ｓ ｈ ｉ ｏ ｍｅ ｗ ｌ ｈ Ｔ ｅ ｃ ｎ ｍａ ａ ｅｔ ｅｍａ ｎ ｅ ｍ ｉ ｅｂ ￣ ｒ． ｅ ｃ ｉ ｅ ｔ ａ ｐ ｎ ｉ ｃ ｎ ｒ ｓ ｕ ｆ ｃ ｉ ｅｙ ｎ ｅ ｅ ｗｈ ｎ ａ ｃｄ ｎ ｐ ｅ ， ａ ｅ ｃ ｅ ｅ ｅ ｔ ｌ ． ｈ ｔ ｖ
国 家 对 煤 矿 安 全 日益 重 视 ， 管 力 度 不 断 加 强 ， 中 型 煤 矿 和 监 大
存在 冗余路 由 ， 保证 了网络 的健壮性 。
在 工 业 实 际 应 用 现 场 如煤 矿 井 下 ， 有 的 移 动 网络 无 法 覆 现 盖， Ｐ Ｇ Ｓ使 用 效 果 差 ， 位 效 果 很 难 保 证 ， ｚｇ ｅ 络 以其 定 而 ｉＢ ｅ网
位 置 信 息 的 监 控 ， 面 工 作 人 员 往 往 难 以 掌 握 井 下 人 员 的 位 地
很 困 难 的 ， ｉＢ ｅ设 备 为 低 功 耗 设 备 ， 续 工 作 时 间 长 ， 免 ｚｇ ｅ 持 避
了频 繁维 护 的问题 ， 次 ， ｉＢ ｅ网络 容量 大 ， 其 Ｚｇ ｅ 最多可 以容 纳
ｔ ｅｙ ｏ ｅ ｙ ａ ｃ ｄ ｓ ｉ ｕ ｉ ｎ ｏ ｆ ｒ ｔ ｎ ａ ｄ ｗｏ ｋ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓ ｏ ｅ ｗｏ ｋ ｒ ． ｃ ｈ ｃ ｉ ｅ ｔｏ ｃ ￣ｅ ，ｉ ｗｏ ｌ ａ ｅ ｃ ｕ ｅ ｉ ｌ ｆ ｒｄ ｎ ｍｉ ｉｔ ｂ ｔｏ ｆ ｉ ｏ ｍａ ｉ ｎ ｒ ｏ ｄ ｔ ｎ ｆ ｈ ｒ ｅ ｓ Ｏｎ ｅ ｔ ｅ ａ ｃ ｄ ｎ ｃ ｕ ｄ ｔ ｍ ｒ ｎ ｏ ｉ ｔ ｕｄｈ ｖ ａ ｓ ｄ
人员定位系统的工作原理
• 系统容量大，最多可以挂接254个 CAN分站，每个分站可以组成一个 无线网络，识别卡容量可达6万以上；
• 远距离识别，识别卡无需靠近基站， 识别距离10～100 m可调；
• 抗冲突能力强，200人以5m/s速度 同时通过，无漏读；
• 双向通讯功能，便于井上与井下人 员及时沟通，上报位置信息、温度、 电压等；
• 可靠性高，系统中各个设备都有存储通信数据的能力，在系统出现故障 时可以有效避免数据的丢失，并且在通信过程中采用特殊的手段来提高 系统自身的纠错能力，从而大大提高了数据传输的可靠性。同时大的网 络容量保证了网络强大的数据采集能力，使得在个别节点出现故障时整 个网络仍然可以继续工作。
后会有 期
人员定位系统工作原理
• 人员定位系统是集计算机技术、无线传感网络技术、现场总线技术等多 学科技术综合应用为一体的高科技产品。该系统采用基于ZigBee的无 线传感山东神华器网络技术实现井下人员的精确定位。ZigBee技术是 一种新兴的无线网络技术，它具有近距离、低复杂度、低功耗、低数据 速率、低成本等优点，是一种介于无线标记技术和蓝牙技术之间的技术 提案，它依据802.15.4标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实 现通信。这些传感器以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传 到另一个传感器，所以采用ZigBee技术开发的井下人员定位系统具有 安装方便、组网灵活、通讯效率高等特点。
山东神华
人员定位系统的工作原理
shenhua09
目录
人员定位系统概述 人员定位系统构成
人员定位系统工作原理 人员定位系统功能特点
人员定位系统概述
• 矿山人员定位系统由主机、传输接口、分站（读卡 器）、识别卡、传输线缆等设备及管理软件组成的系 统，具有对携卡人员出/入井时刻、重点区域出/入时 刻、工作时间、井下和重点区域人员数量、井下人员 活动路线等信息进行监测、显示、打印、储存、查询、 报警、管理等功能。
基于ZigBee无线网络的井下人员定位系统的设计
基于ZigBee无线网络的井下人员定位系统的设计现在井下人员定位系统存在着一些不足之处，如难以实现对多个活动人员进行实时定位以及不易组网等，本文所设计的基于ZigBee无线网络的井下人员定位系统能够解决这些问题。
除此之外，系统能够很好的实现井下信息的传输，若发生事故，保证在第一时间进行救援。
本文主要叙述了ZigBee无线网络在井下的组网形式以及实现过程。
标签：ZigBee无线技术；人员定位；煤矿；CC24300 引言目前，煤炭在我国的能源组成中占据着十分重要的地位，煤炭开采过程中井下环境复杂，生命财产安全问题存在隐患，如果能够获得井下人员的具体位置，这将对接下来的救援工作有着重大的意义。
现有一些煤矿利用蓝牙技术、射频识别等技术来实现通信和获取井下人员的位置信息，存在传输距离短和精度低的缺点以及井下的实际环境复杂等因素，较难获得井下人员的精准位置信息。
基于ZigBee的无线网络的井下人员定位系统能够解决上述不足，能够很好地完成井下的监测任务和调度工作。
1 ZigBee技术简介ZigBee协议是基于IEEE802.15.4标准的无线通信设备，旨在创建一种无线分布网络，并且以成本低、功耗低、方便使用等特点赢得了市场。
ZigBee拥有自己一套完整的协议，它们分别是物理层、介质访问层、数据链路层、网络层和应用层，相比较而言，ZigBee协议栈结构简洁且容易实现，降低了芯片的成本费用。
一个ZigBee网络所包含的网络节点个数不高于255个，一个是主设备，剩下都是从设备。
如果使用Network Coordinator，可将ZigBee网络节点扩展多达至65000个，众多的节点数量使得传输距离大大增加。
2 基于Zigbee 无线网络的井下人员定位系统2.1 人员定位系统的结构框架煤矿井下的信息通过传感器等设备获得，而后经由ZigBee无线网络和RS232串口传到地上的监控系统，然后操作系统利用计算机对数据进行一系列的分析处理，井下工作人员的具体位置将在显示屏上显现出来，完成跟踪定位工作。
基于Zigbee通信技术的消防人员定位系统设计初探
基于Zigbee通信技术的消防人员定位系统设计初探文/张禹海 李 程 中国人民武装警察部队学院消防人员在灭火救援战斗中，特别是在大型火灾、爆炸、化学事故等灾害的抢险救援过程中，会遇到许多突发性危险情况，甚至会有伤亡。
事故发生后，如何及时准确判定现场参与处置的消防人员的具体位置、作战状态，对成功处置灾害事故，特别是在消防人员被困情况下迅速制定救援方案是十分重要的。
目前，我国消防部队主要采用呼救器来获知消防人员的位置，但呼救器并不具有确定消防人员具体位置、作战状态的功能。
此外，在大型灾害现场噪声大、障碍物多，更难以发挥呼救器的作用。
笔者对Zigbee 通信技术进行研究，利用Zigbee 网络容量大、功耗低、时延短等优势，通过有线与无线结合的方式，初步设计了无线子终端和定位基站的通信方案，以实现地面控制中心对消防人员的实时通信与位置监测，从而为救援指挥决策提供可信的、重要的数据资料，保障消防人员的生命安全。
Zigbee通信技术Zigbee是一种新兴的短距离、低速率、低功耗无线网络技术，它采用直序扩频技术，使用的是国际2.4GHz 免费频段，具有很强的抗干扰能力。
Zigbee可由多达65000个无线数传模块组成一个无线数传网络平台，十分类似现有的移动通信CDMA网或GSM网。
每一个Zigbee网络数传模块类似移动网络的一个基站，并拥有独一无二的ID号。
在整个网络范围内，它们之间可以相互通信，每个网络节点间的距离可以从标准的75米扩展到几百米，甚至几千米。
另外，整个Zigbee网络还可以与现有的以太网等各种网络连接。
现有的移动通信网主要是为语音通信而建立，而Zigbee网络主要是为控制数据传输而建立。
每个移动基站价值一般都在百万元以上，而每个Zigbee基站却不到千元。
每个Zigbee网络节点不仅本身可以与监控对象（如传感器）连接，直接进行数据采集和监控，还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料；除此之外，每一个Zigbee网络节点还可在自己信号覆盖的范围内和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点无线连接。
基于 Zigbee 的井下人员三角质心定位系统
基于 Zigbee 的井下人员三角质心定位系统摘要：本文将三边定位方法与RSSI距离测量相结合，并通过二次三角形质心定位算法减少误差，使用ZigBee定位系统确定移动节点（井下人员）的准确位置。
硬件系统实时记录井下人员在生产和移动中的位置。
根据位置绘制轨迹图，同时记录井下人员所在场地的温度、湿度和气压。
数据通过无线传输模块传输到上位机。
根据不同的ID，存储所有数据，用于分析井下人员的身体和生产状态，更好的检测井下人员的动态，提高安全生产能力。
关键词：ZigBee定位；RSSI测量距离；三角形质心定位；实时定位引言无线定位技术领域可分为广域定位和短距离无线定位，广域定位可分为卫星定位和移动定位。
定位技术主要包括超宽带技术（UWB）、蓝牙技术、超声波定位技术、红外定位技术、射频识别技术（RFID）、WIFI技术和ZigBee技术。
目前常用的无线测距技术有：基于AOA（到达角定位）的定位算法、基于TOA（到达时间定位）的定位算法、基于TDOA（到达时差定位）的定位算法和基于RSSI （接收信号强度定位）的定位算法。
ZigBee填补了低功耗、低成本和短距离无线通信领域的空白。
因此，此时已使用ZigBee定位技术。
为了达到最佳的定位效果，以CC2530为核心解决方案，整个定位系统中的各部分功能都是基于ZigBee 协议框架结构实现的，此外，还结合了二次三角形质心定位算法，以减少误差。
1定位技术介绍1.1三边测量将三边定位方法和RSSI测距相结合，使用ZigBee定位系统确定移动节点（井下人员）的准确位置。
RSSI技术主要基于节点接收到的信号强度值，并通过传播信号的经验或理论模型公式将其直接转换为其距离值。
理论上，随着距离的增加，由于无线信号的衰减，接收到的RSSI将降低。
因此，根据该关系，可以直接通过RSSI值获得两个节点之间的直接距离。
（1）式（1）中，A为射频参数，RSSI值已知，n为信号传输常数，d为移动节点和参考节点之间的距离，其中A和n可以计算出来，并在正式开始测量之前用作已知量。
医院人员设备ZigBee定位管理系统设计方案
医院人员设备ZigBee定位管理系统设计方案智能医疗医院人员设备定位管理系统，基于ZigBee无线人员定位监护技术，采用ZigBee有源电子标签，以腕带、卡片等形式，给需要追踪监护的病人佩戴上电子标签，就可以实时掌握具体位置。
通过计算机监控中心可以监测病人的即时位置、状态等。
一、概述医院是个极其动态的工作环境，医疗资源和人员在发生实时的变化，并需要及时的处理。
例如，急救时需要知道最近的清洁输液泵在哪里，需要赶快寻找某个医生;用药时需要知道患者。
这些实时信息的缺乏往往导致耽误救治、误治等情况发生，影响了医疗服务质量。
如果缺乏对医疗资产和人员的实时监控，则直接影响了诊疗服务质量和医院效益。
医院迫切需要建立一个医疗动态管理平台，来实现对医疗设备、病房、病人、病人安全、药品、医疗垃圾、医疗用品等医疗资源的自动实时追踪，并基于此建立新一代的医疗急救系统和社会应急医疗防御系统。
二、系统简介自主研发的ZigBee无线人员定位监护系统采用ZigBee有源电子标签，以腕带、卡片等形式，给需要追踪监护的病人佩戴上电子标签，就可以实时掌握具体位置。
通过计算机监控中心可以监测病人的即时位置、状态等。
三、系统架构首先在楼的每个房间门口和每个楼层的出口以及楼门口安放若干个定位路由，并且将它们通过zigbee无线以及GPRS和监护室的计算机联网。
同时给每个病人佩带一个腕带标签（电子标签），每个病人的腕带标签和他所在房间的读卡器是配套的。
当佩戴电子腕带的病人进入楼以后，只要通过或接近安置在院内的任何一个读卡器，读卡器即会马上感应到信号同时立即上传到对应监护室的计算机上，计算机马上就可判断出具体信息（如：是谁，在哪个位置，具体时间，身体状况等），并且判断病人是否走错房间，同时把它显示在监护室的电脑显示屏上并做好备份。
管理者也可以根据大屏幕上或电脑上的分布示意图点击院内某一位置，计算机即会把这一区域人员情况统计并显示出来。
如果病人在规定时间内离开所在房间，监护室发出信号，并显示人员的具体情况，去向以及预计返回时间。
基于ZigBee网络的井下人员定位系统设计中期报告
基于ZigBee网络的井下人员定位系统设计中期报告一、选题背景随着现代煤炭开采技术的发展，井下采煤作业人员的安全问题受到了广泛关注。
为了确保井下人员的安全，需要实时监测井下人员的位置并及时预警。
因此，设计一种基于ZigBee网络的井下人员定位系统具有重要意义。
二、选题意义1. 提高井下采煤安全性能采煤作业的特殊性使其往往存在一定的危险性。
通过实时监测井下人员的位置，及时预警可有效提高井下采煤的安全性能，保障人员生命安全。
2. 提高采煤作业效率通过井下人员定位系统可以了解到井下人员的位置情况，及时进行指导、调度，提高采煤作业的效率，降低成本。
3. 推动煤炭行业的信息化进程井下人员定位系统是一个典型的嵌入式系统，涉及到了无线通信等多个领域的知识。
通过该项目的研发，推动了煤炭行业信息化的进程，增强了企业的竞争力。
三、预期目标本项目的主要目标是设计一种基于ZigBee网络的井下人员定位系统，可实现对井下人员的定位、监测、预警，提高井下采煤的安全性能和作业效率。
具体的预期目标如下：1. 设计一种基于ZigBee网络的井下人员定位系统，能够实现井下人员的定位、监测、预警。
2. 开发系统的硬件和软件，并进行系统测试和参数优化。
3. 针对煤炭行业的特殊需求，进行系统的改进和升级，满足客户的定制化需求。
四、研究方法本项目的研究方法包括调研、需求分析、系统设计、开发、测试、参数优化等多个环节。
1. 调研：收集国内外井下人员定位系统的相关信息，分析市场需求、技术瓶颈等因素。
2. 需求分析：对井下人员定位系统的功能进行分析，确定系统的需求和功能模块。
3. 系统设计：设计系统的硬件和软件模块，并实现不同模块之间的交互。
4. 开发：编写软件程序，制作硬件模块，并进行系统的组装和调试。
5. 测试：进行系统的功能测试、稳定性测试、安全测试等多个测试环节。
6. 参数优化：根据测试结果，进行系统的参数优化，使其达到最优状态。
五、进度安排1. 项目立项与需求分析 2022.1-2022.22. 系统设计与方案确认 2022.3-2022.43. 系统开发与测试 2022.5-2022.114. 系统调试与优化 2022.12-2023.15. 撰写项目结题报告 2023.2-2023.3六、参考文献1. 基于ZigBee技术的人员定位系统设计和实现，张三等，2017年。
人员定位系统
人员定位系统井下人员定位系统是一款适用煤矿安全的辅助软件，如果煤矿一但发生什么情况是非常危险的，有了井下人员定位系统这样有利于我们有针对性的搜救，因为煤矿是非常复杂的一个工作环境，发生危险很难准确的定位，基于ZigBee技术的井下人员定位系统。
煤矿安全生产事关人民群众的生命和财产安全，各级政府一贯高度重视煤矿安全生产问题，并采取一系列措施不断加强安全生产工作。
通过不断的努力，近一时期煤矿安全生产状况总体上趋于稳定好转，但由于基础薄弱等种种原因，煤矿安全生产状况仍然不容乐观。
如何改变目前煤矿企业对井下人员落后的管理模式，如何实现管理的现代化、信息化也成为所有煤矿企业关心的问题，因此建立以灾害预防、事故救助、电子信息化管理为主要目标的信息化和智能化建设势在必行。
木兰煤矿井下人员定位管理系统的核心识别设备采用了木兰公司自主研发的具有国际先进水平的ML-RFID技术，ML-RFID技术采用了当今最先进的0.18uM的微波芯片技术，使RFID的性能和原来的微波技术相比得到了本质的改进，彻底解决了远距离、大流量、超低功耗、高速移动的标识物的识别和数据传输难题，而且成本较以往大大降低，同时也解决了中低频电磁波技术感应距离短防冲突能力差的致命弱点。
木兰煤矿井下人员定位管理系统能够及时、准确的将井下各个区域人员及设备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、设备的分布状况和每个矿工的运动轨迹，以便于进行更加合理的调度管理。
当事故发生时，救援人员也可根据井下人员及设备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。
井下人员及设备定位系统是集井下人员考勤、跟踪定位、灾后急救、日常管理等一体的综合性运用系统,集合了国内识别技术、传输技术、软件技术等最顶尖的产品和技术，是目前国内技术最先进、运行最稳定、设计最专业化的井下人员定位系统。
这一科技成果的实现，将为煤矿企业的安全生产和日常管理上台阶以及事故急救带来了新的契机。
基于ZigBee技术的井下人员定位系统的设计概要
1ZigBee技术介绍ZigBee技术的出发点是希望能发展一种易布建的低成本无线网络,它填补了低成本、低功耗和低速率无线通信市场的空缺,其成功的关键在于丰富而便捷的应用。
ZigBee协议是建立在IEEE802.15.4标准基础之上的。
IEEE802.15.4标准定义了ZigBee的物理层(PHY和媒访问控制层(MAC;ZigBee联盟则定义了ZigBee协议的网络层(NWK、应用层(APL和安全服务规范。
相比于其他的无线通信协议,ZigBee协议栈不但结构简单紧凑,而且在实现方面也很容易,因此就对芯片的成本大大地降低了。
一个ZigBee网络最多包括有255个ZigBee网络节点,其中一个是主设备,其余则是从设备。
若是通过Network Coordinator,则整体网络最多可达到65000个ZigBee网络节点;每个网络节点间的距离可以从保准的75m,经过扩展后便可达到几百米,甚至更远至几公里。
再加上各个Network Coordinator可互相连接,整体ZigBee 网路节点数目将十分可观。
表1对ZigBee、无线高保真(Wi-Fi、蓝牙技术(BlueTheeth、移动通信进行了比较。
表1几种无线通信的比较通过表1可以很清晰地了解到ZigBee无线网络的一些显著特点,对于在井下人员定位系统的设计中它可以说是最佳选择。
ZigBee以一个个独立的工作节点为依托,通过无线通信组成星状、串状或网状网络,因此每个节点的功能并非都相同。
为降低成本,系统中大部分的节点为子节点,从组网通信上来说,它只是其功能的一个子集,称为半功能设备(RFD;而另外一些节点负责与所控制的子节点通信、汇集数据和发布控制,或起到通信路由的作用,称之为全功能设备(FFD。
每个网络中都有唯一的一个协调器,它相当于有线局域网中的服务器,具有对本网络的管理能力。
网络中的全功能节点可作路由器、协调器以及煤矿机械Coal Mine Machinery Vol.30No.12 Dec.2009第30卷第12期2009年12月基于ZigBee技术的井下人员定位系统的设计于洋,张东伟,崔建军(西安科技大学机械工程学院,西安710054摘要:针对目前煤矿井下人员定位网络的功能单一、组网能力差和不能同时对多个移动目标实行定位的情况,基于ZigBee技术的井下人员定位系统因能很好地解决这一问题而得到广泛研究应用。
基于Zigbee技术的井下人员定位的研究
距离小时信 号衰 减的速度 陕， 距离大时 ， 信号衰减变得平缓 。
加 权 质 心 法
在质心法 中 ，把与未知节点 相连的所有 已知节点组成 的 多边形的几何质心作为未知节点估 计的位 置 ，即 ：
ＳＣ４０ ３ ２ ４ Ａ作 为中央控 制器 ，使 用 Ｌｎ ｘ操作 系统 ，能很 ｉ ｕ
井 下的 协调器 和 路 由器安装 在 指定 位置 组成 Ｚｇ ｅ ｉｂ ｅ 无 线网络 ，当携带 移动终端 节点的人 员进 入网络覆盖 范围 时 ，终 端节点会 自动从与其相 连的协调器 获得定位所 需要 的 Ｒ Ｓ 值 和坐 标值 ，然 后计算 出 自己的位 置 ，再将 自身 ＳＩ 存储 的信息及 获得的位置 通信息过路 由节点 、协调 器 、交
好的实现协调器功能。 路 由节 点部 分 ： 由节 点 以 Ｔｌ 司的 Ｃ ２ ３ 路 公 Ｃ ４ １芯片
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定位 范围广且精 确 、漏检率 和误码率 低等特点 。可 用来进 作 为无 线收发模块 的核 心 ，它在单个芯片上整 合了 Ｚｇ ｅ ｉｂ ｅ 行 日常 的人员考勤 和位置查 询以及紧 急情 况和事 故状 况下 射频 （ Ｆ 前端 、内存和微控制器 ，和其他外 围电路 一起 实 Ｒ ） 的人 员定位 ，有效 的提高煤矿 生产的安全 性及应急救 援的 现路 由功能 。每个节点组 网后都有唯一 的 Ｉ Ｄ，通信信道 接 工作效率 ，具有一定的先进性和实 用性 。 入方 式采用 Ｃ ＭＡ Ｃ Ｓ — Ａ技术 ，有效 的减少帧 的冲突 ，物理 层采用直接序列扩频 （ Ｓ Ｓ 和频率捷变 Ｆ ＤＳ） Ａ技术 ，提 高了
基于ZigBee的井下人员定位系统研究
基于ZigBee的井下人员定位系统研究为了准确掌握煤矿井下人员的数量和位置、遇险后撤退路线、井下的环境监测等情况，文章研究设计了井下人员定位系统。
系统采用ZigBee技术，实现冗余无线自组网络传输数据。
系统由井下检测站、身份识别卡、集中器和管理主机组成，实现对井下人员位置等信息采集，并通过集中器传输给上位机，为预防事故、排查隐患、抢险救援等提供了方便。
标签：ZigBee；定位系统；身份识别煤矿迫切需要利用相应的矿井人员跟踪定位设备，全天候对煤矿入井人员进行实时自动跟踪和考勤，随时掌握每个员工在井下的位置及活动轨迹、全矿井下人员的位置分布情况以及井下人员位置。
在此背景下，笔者等人和山东某矿业集团公司共同开发了基于ZigBee的井下人员定位系统。
[1]本系统采用ZigBee技术，选用Chipcon公司的无线收发模块CC2430和CC2431，具有低功耗、体积小、低成本等特点；采用冗余无线自组网络传输数据，适用于复杂多变的环境、不方便铺设传输线缆的矿井。
1 系统整体方案设计本系统主要由井下检测站、身份识别卡、集中器和管理主机组成，检测站和身份识别卡可以看作ZigBee网络的节点[2]，整个系统中检测站是固定的，而身份识别卡则是移动的，身份识别卡在移动过程中与各检测站进行组网。
其中集中器负责把通过ZigBee网络采集到的数据转化为TCP/IP协议接入以太网，以太网内的管理主机通过TCP/IP协议接收数据；或者将上位机发送过来的数据传送给各检测站。
检测站负责对识别卡的信息采集和跟踪定位，采用无线自组网技术和优化的路由算法，使检测站采集到的识别卡信息和跟踪定位数据按优化的路由路径传到邻近的检测站，然后传到集中器。
身份识别卡由井下人员携带（可安装在矿灯上），用于存储人员基本信息，在移动过程中与监测站进行自组网，实现人员定位。
管理主机通过软件处理收到的定位数据并实时显示井下人员的位置和其他相关信息；管理软件既可查看井下人员定位信息及考勤记录情况，也可实时显示井下人员的所在位置及活动记录等。
zigbee在矿山井下人员定位系统中应用解析
zigbee在矿山井下人员定位系统中应用2008-01-22 15:58:39 ［上一篇| 下一篇］zigbee行业解决方案/查看（194 /评论（0 /评分（0 / 0Zigbee矿山考勤定位系统简介一，国内外相关技术的现状，发展趋势：井下人员的定位技术，国内外目前仍然是一个空白领域，由丁国内煤矿安全生产所面临的严峻形势，如何建立一个适合中国国情的煤矿安全生产监测管理系统，特别是包括井下人员定位技术的系统，得到国内各级政府的极大关注。
国内目前所使用的井下人员跟踪技术，实际上仅仅是一种考勤记录系统，而非真正的人员定位跟踪系统：。
A. 射频卡（RFID ）考勤系统：目前井下人员的跟踪，基本上采用的是这种方法。
这种方法是在在矿井进口处，或其它井下一些关键通道口，使用射频卡（RFID ）读取（刷卡）的方法对下井人员进行登记记录来跟踪的方法。
实际上这并不是真正意义上的人员跟踪，无法实时地报告井下人员的具体位置了。
这种方法存在如下几个问题：1. 射频卡读写系统读些距离非常有限，它只能用丁上下矿井人员的考勤纪录，或进出不同区域的人员登记纪录，它不可能实现对井下人员的定位跟踪；2. 当射频卡读写系统用丁记录进出井下不同区域的人员登记时，系统必须安装在井下，射频卡读写系统使用的频率都较低，抗干扰能力差，而井下环境条件十分复杂，干扰因素无处不在，特别是最关键的采掘工作面，另外，由丁它的体积大，而要求工作的空间范围乂小，因而系统对安装条件有相当的要求，这样，这种系统在井下的安装使用包括维护，都受到相当的限制；3. 这种系统读卡速度十分有限，不能处理多人同时快速通过读卡系统的情况（例如乘车下井），此时，系统往往会出现漏读；4. 如果使用远距离射频卡（RFID ）系统，读写器价格都较贵，随着距离的增加，系统的价格将迅速增加。
B. SuperRFID等定位系统SuperRFID，除了收发通信距离稍远一些外，它面临着一般RFID所面临的同样问题，包括井下通信干扰问题，对通信电缆的依赖问题，有效通信距离有限的问题，读写器结构复杂，价格贵的问题等。
基于ZigBee的人员定位技术研究
４系统 特点
基于Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 技术构建 ： 在定位系统运行过程 中， 定位卡需要较 低的传输延时和极低 的功率消耗 ， 使用 户能拥有较长的电池寿命和 较多的器件阵列 ， 这对于定位系统长期运行非常重要 。 Ｚ Ｂ ｅ ｅ 技术 为新型网络传输技术 ， 有着高通信效率 、 低复杂度 、 低功耗 、 低速率 、 低成本、 高安全性 以及全数字化 等诸多优点 。 相对于 其他 无线通信 方式 ， Ｚ ｉ ｇ Ｂｅ ｅ 最大 的特 点是其拥有 自组织与 自修复特性。 当Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 节点 自由分布在空 间中时 ， 节点之间可以 自主协调 、 自动连接形成 张 网络 ， 实现节点间数据的 自由流动。 这对于 长期处于室外工作 的定位基站来说非常重要 ， 即使在某一节点发生故 障之后 ， 整个 网 络仍 然可以继续运行 ， 仅仅是精度受 到一定影响 。 定位精度高 ： 传统 的室外定位技术 ， 因其属于室外广域定位 ， 其 定位精度不高 ， 且易受室外环境 因素 的影响。 在 发生 障碍物遮挡 的 情况下定位精度会急剧下降。 而“ 科大有志厂 区人员定位系统” 则可 根据 室外情 况进行定制 ， 有 针对性 的部署 定位基站 ， 保证定位 区域 内定 位 精 度 的 可 靠 性 。 启动迅速 ： 在被定位人员进入定位区域时 ， 系统可立 即发现并 在 系统上予 以监控 。 而传统Ｇ Ｐ Ｓ 启动时间较长 ， 在人员频繁进 出室 内的情况下 ， Ｇ Ｐ Ｓ 会造成反复 的初始化过程 ， 造成定 位的间歇 性与 不稳定性 。 自有系统 ， 不受 第三方服务影 响： 该定位系统为建设方 自有系 统， 其运行不依赖 于其他现存 系统 ， 不会 发生额外费用 。 而现有 的
道路上的读卡基站和车间的读卡基站的记录分析出人员的行进路 线， 并绘制成轨迹 。 监控人员想要了解某一 人员的活动 路线时可在 系统 中查找到该人员并点击轨迹回放即可 。 同时系统也可设置 区域 准人权 限 ， 当人员未经授权进入 限制区域时进行报警 。 在厂 区内定位时， 根据厂区的特点 ， 布设一定数量 的基站 ， 一般 布置在道路两端、 分叉 口、 拐弯处∞ 果道路较长需在道路中间段布 置一定数量读卡基站 ） ， 使得无线信号 覆盖定位 区域 。 当人员在厂区 内移动时 ， 四周的读卡基 站不 断向定位 卡发送无线信号并将收集到 的定 位卡信息通 过基站控制 单元上传 至主机 ， 系统通过软件处理 ， 可定位到该人员在 哪个区域内及在 区域 内的具体位置 ， 当人员从一 个位 置移 动到另一个位置 ， 系统 可根据人员经过 的路面读卡基站 ， 分析 出行进路 线 ， 进 而实现历史轨迹查询及轨迹 回放 。
基于ZigBee的施工现场人员定位系统的设计
摘 要： 针对特殊环境下传统通信方式的局限性，结合ZigBee技术的特点和优势，提出了一种基于ZigBee的施工人员定位系统的设计方案，并着重介绍了该系统的构成、功能和无线通信组网方式。该系统通过建立网状无线网络，利用人员终端信号强度检测的方法，可以实现管理中心对现场施工人员的实时通信、定位与环境监测。使人员考勤和紧急情况疏散救援等功能得到完善。关键词： 施工现场；ZigBee；人员定位；无线网络
随着国家经济的迅速发展，高速公路、铁路以及城市道路的建设越发的加快。由于城市地铁、铁路施工单位和高速公路施工单位改善了路线技术指标，缩短了路程和行车时间，提高了运营效益，因此国家不断加大施工单位的建设力度；然而施工单位建设的造价高、运营管理相对复杂，所以各地对施工单位的建设都十分重视。尽管如此，施工事故还是频繁发生。 本文针对以上情况提出了一种基于ZigBee技术[1-2]的施工现场人员定位系统解决方案，为施工单位的安全建设提供了崭新的安全管理理念和强有力的保证。1 ZigBee网络结构 基于ZigBee技术的定位系统一般采用自适应组网的网状拓扑结构[3]，一个网络最多可容纳255个设备，传输方式可以是单跳也可以是多跳，并且使用的地址范ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ宽泛。网络中的节点由协调器、路由器和终端设备组成。根据其在节点中不同的功能分为全功能设备（ZigBee FFD节点）和精简功能设备（ZigBee RFD节点）。协调器主要负责整个网络的组网、设备连接和网络断开，一个网络中只能有一个协调器。路由器主要负责网络信息转发和网络地址分配。终端设备负责发送数据给FFD设备。协调器和路由器是FFD设备，终端设备可以是FFD设备也可以是RFD设备。ZigBee网络结构。
本文根据施工现场安全和信息化建设的需要提出的基于ZigBee技术的施工现场人员定位系统能够有效提高管理效率，减少安全隐患，控制施工成本。该系统能耗低，通信范围广，对于施工现场无线通信的设计具有一定的参考意义。
zigbee智能监狱人员定位
骨干数据收发基地台
骨干基地台在监狱范围内组建无线定位监控系 统骨干无线数传网络。 采用高强度防水铸铝材料。 自动定时回报状态信息。 覆盖范围可达3000米，可根据实际应用区域调 节信号覆盖范围。 骨干基地台间可采用无线自组网，数据接力传 递，无需布设有线电缆或光纤。
控制中心主要功能模块
系统组网结构
根据车间大小环境布置若干个定位器，对车间进行全覆盖 全覆盖。 当工人进入车间后，对所有进入车间工人进行监控 所有进入车间工人进行监控。 系统后台可预先设定车间应有人员，当车间非授权人员脱离车间，或非授权 人员进入车间时与设定不同时系统告警。
在车间内部划分定位区域 划分定位区域，每个定位器根据需要设定小范围覆盖半径，全覆盖 整个车间。 定位器根据后台设定时间，进行轮询读卡 轮询读卡，定位每个工人在车间活动区块 活动区块。 根据定位间隔，描绘出每个工人实时行动轨迹 行动轨迹。 行动轨迹记录在系统，可查询回放
对监狱在押人员外出就医、提审、法庭、 转监等需要外出时除了对车辆进行GPS定 位管理，而且对车辆内部在押人员及押车 狱警进行全程监控，监控中心可随时了解 在押运途中车辆及车内人员情况。
车辆原本配置了GPS定位 系统＋GPRS数据传输系统 可随时了解车辆动态，并 可在电子地图中显示出来 监பைடு நூலகம்管理人员可以随时了 解车辆动态
采用高强度防水耐磨ABS塑料，或铸铝材料。 采用SC8836A＋SC8836b双频工作模式，精确定位 与远距离传输。SC8836A负责确定定位范围及通过变 频精确定位，SC8836b负责接收身份卡上传信息，和 转发信息至骨干中心模块。 定位覆盖可达200米，与中心通讯可达2000米 可室内外安装也可作为手持设备。 可根据实际应用区域调节信号覆盖范围。 自动定时回报状态信息。 身份识别定位读写器间可采用无线自组网，数据接力 传递，无需布设有线电缆或光纤。
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基于zigbee系统的人员定位系统简介一系统设计原理
人员定位管理系统是采目前最先进的Zigbee无线识别技术，ZigBee技术基于IEEE802.15.4协议，2.4GHZ高频率，自组网技术，是一种新型的具有统一技术标准的无线通信技术。
协议内部数字信号强度（RSSI）与无线连接质量（LQI）2个高精度，高标准的数字量使我们硬件定位系统的关键基础。
其算法核心：每个路由节点接收到Tag的数据以后，从数据结构体提取内部数字信号强度（RSSI）与无线连接质量（LQI），根据多个路由节点，提取不同的RSSI。
LQI数值计算出相对应的位置。
当Tag达到摸一个路由附近时候，数值达到最大，此时会记录此Tag经过次路由，以便描述Tag踪迹时候使用。
zigbee网络是由终端节点、路由、和协调器 3种设备构成。
协调器收集所有节点和路由的信息，通过RS232发给监控计算机。
通常放在距离控制室最近的位置。
根据现场实际安装的要求，或者结构布局限制，有效的安装无线路由节点，从而构成完整通讯网络。
待定位人员必须随身携带标识卡，当持卡人员经过设置识别系统的地点时被系统识别。
系统将读取该卡号信息，通过zigbee传输网络，将持卡人通过的路段、时间等资料传输到网关
二硬件系统
系统由四部分组成：人员标签终端、读卡器与数传设备、Zigbee网关、后台管理平台。
同时监护中心提供丰富的图形操作界面，接受指挥人员操作指令
1，服务器部分
可以是PC或专用服务器，提供RS232串口或以太网接口。
接收TAG数据后，通过一定算法来处理TAG数据并结合地图来展示人员位置与相关紧急报警信息。
2网关：
服务器和Zigbee网络之间的桥接设备，网络中所有的标签信息最终汇聚到网关，再传输至服务器。
根据应用需求，网关可以使用RS232接口、RJ45接口、无线WiFi、GPRS等接口和技术和服务器连接
3 Reader读卡器与路由节点：
负责读取TAG相关信息并利用Zigbee网络远传数据到网关，在标签通讯范围内的读卡器都会收到TAG标签数据。
4 TAG标签：
腕带式标签周期性的唤醒发送广播包数据，在标签通讯范围内的读卡器都会收到该标签相关数据。
由于标签大部分都处于休眠模式下，故使用纽扣电池即可满足应用。
三、后台软件功能：
通过收集TAG与Reader读卡器的ID与位置信息数据，经过软件一定算法，直观展现人员定位信息。
该系统主要有人员定位、人员轨迹、人员状态、紧急报警、系统设置、档案管理等功能模块组成。
3.1人员定位：随时知道用户在什么位置，并在地图上显示位置
3.2人员轨迹：能够根据系统记录的人员位置与时间，绘制出人员在一定时间范围内的活动轨迹。
3.3人员状态：结合位置记录人员佩戴标签上的相关传感器信息，例如体温、震动传感器等。
3.4紧急报警：需要特定服务，可以通过TAG的按键进行呼救。
服务器收到紧
急呼救后，要通知管理人员或领导及时处理相应情况。