zigbee无线井下定位系统应用方案

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RHC   zigbee无线井下定位系统应用方案             一、引言              随着国家对煤矿等矿业安全日益重视，监管力度不断加强，大中型煤矿和众多乡镇小煤矿均已大量装备了煤矿安全监控系统，有效遏制了重大瓦斯爆炸事故的发生。但是，缺乏对井下人员位置信息的监控，目前还普遍存在入井人员管理困难，井上人员难以及时准确掌握井下人员的分布和作业情况，一旦发生事故，抢险救灾、安全救护的效率低，特别是事故发生后对矿井人员的抢救缺乏可靠的位置信息，严重地制约了抢险救灾的效率，失去最宝贵地抢救时机。             zigbee无线井下定位系统利用世界最新的无线射频技术、数据处理技术、数据通讯技术和地理信息系统，结合最新的无线网络传输技术ZigBee，定位专利技术及煤矿井下通信基站专利技术，真正实现了井下人员的精确定位和其他各业务的需要。             二、产品概述             ZIGBEE井下定位系统，是开发的新一代智能井下定位系统。该系统由 Zigbee 协调控制器、Zigbee-GPS基站，移动定位终端以及后台定位管理系统软件构成,该系统使用双模式定位，即GPS和ZIGBEE，体积小，能耗低，网络扩充性强，可任意加载各种传感器，连结形成庞大的智能网络,一台主机可同时对应到64000个设备。使用安全可靠，节能。该系统还适用于停车场，公交系统，煤矿，地铁等场合。             三、产品应用             如下图所示：ZIGBEE井下定位系统由3 大部分组成: 井上监控中心、井下定位基站、人员定位终端设备。井上监控中心通过有线方式连接到井下协调器控制中心，井下控制中心站通过Zigbee无线网络与井下各定位基站通讯，定位基站与人员定位终端进行无线网络通讯建立数据连接，架构底层的无线数据通讯平台。             井上管理人员在监控中心通过监控定位软件系统实现对井下人员分布情况的实时显示，及时准确掌握井下人员分布及作业情况，并可根据监测情况向井下人员发送预警信息。井上定位软件系统采由以下几个子系统组成: 人员定位子系统、井下环境监测子系统、地面预警子系统、通信子系统、数据库管理子系统。人员定位子系统通过收集井下各定位基站( 信标节点) 获取井下人员定位终端与各信标节点的通讯的信号强度( RSSI) ，采用质心算法计算井下人员与信标节点的距离，实现人员的定位，并在屏幕上显示其具体位置。井下环境监测子系统，通过采集井下定位基站的瓦斯、温度、湿度传感器的信息，实现对井下工况的监测。地面预警子系统根据采集的井下工况信息判断是否要做出预警处理，在监控中心显示出险位置的同时，根据出险位置将预警信息通过井下定位基站及时传递到井下人员定位终端设备进行预警提示，以便相关人员及时撤离，并采取相应的减灾处置。通信子系统实现监控中心与井下中心站的数据通讯，并通过井下中心站可以实现对各个井下定位基站及井下人员定位终端设数据通讯。数据库管理子系统实现对下井人员信息的管理、井下环境监测数据的管理、预警信息的管理、并提供系统综合数据的统计、查询、备份功能                              图井下原理示意图                                       系统功能：                 实现井下坑道作业面工作人员的精确定位，及时准确的提供井下人员的数量、位置、分布情况和每个人员任意时刻所在的位置及各时间段的活动轨迹，为事故处理和救援工作提供可靠的数据依据，保证抢险救灾和安全救护工作的高效运作。             提供直观的巷道图，可随时方便的观察井下人员的分布情况和系统设备的工作状态。同时，以简便快速的数据处理和查询手段提高协助救援工作的效率。             矿井移动目标实时监视和屏幕显示：系统程序通过监控机屏幕显示巷道和通信分站示意图，显示信分站周围移动目标的相关信息。显示各通信分站在巷道内的分布情况以及各通信分站的状态；显示大巷内各人员编号及其当前所在位置；显示各作业面人员分布表；             实现各部门工作人员考勤功能，能够出具各部门及个人的各种综合、明细考勤报表，为管理层对生产部门及个人的工作考核提供依据。             实现井下定点考勤功能，可以帮助监督特殊部门工作人员是否在规定时间到规定地点工作，以达到强化井下作业管理的目的。             信息存储和历史数据回放：系统具有数据存储和回放功能。系统可存储1周人员分布情况。调度员可随时回放这该时间段内任一时段的人员分布情况，以便为事故分析提供依据。             突发情况报警功能，井下人员遇到突发情况（如火灾、瓦斯爆炸、冒顶、透水等）可通过矿用本安型定位卡上的报警按钮进行报警。             发出报警信息功能，井上人员一旦知道有险情发生，可立即通知井下所有人员只要他们都带有定位仪，为逃生提供宝贵时间。             异常数据自动报警功能，如限制区域和下井时间超长报警。             人机对话：用人机对话方式调用各种菜单，并按菜单和输入提示选择功能。             自诊断：检测网络上的通信分站工作是否正常。             打印：可根据要求打印历史记录。             系统特点：                                                  (1）．基于GIS技术的地理信息显示、查询系统                                                  (2）．井下大范围覆盖                                                  (3)．定位精度高、误码率低                                                  (4)．主机互为备份可靠性高                                                  (5)．无线综合布局、安全可靠                                                  (6)．电压范围宽 60V-12V都可以接入                                                  (7)．超长待机 即使主电源断开 还可用内部电源维持7天以上                                                  (8)．接口简单，易于安装。（仅天线口，电源口，航空接头扩展口）                                                  (9)．扩展性极强，可任意加载各种传感器，理论上可加载6万多个                                                                 四、总结                ZIGBEE井下定位系统可以及时、准确的将井下各个区域的人员情况反映到地面上位机系统中，煤矿如遇突发灾害，救援人员根据系统反映到上位机的信息，可以采取及时、有效救援措施。提高了煤事业的安全系数。