基于zigbee在定位系統(tǒng)中應(yīng)用
出處:ysf 發(fā)布于:2011-08-23 12:40:47
目前,應(yīng)用Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)平臺研發(fā)生產(chǎn)了極具先進(jìn)性的礦井安全監(jiān)測系統(tǒng),該系統(tǒng)結(jié)合礦井安全生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)要求和安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計,為企業(yè)提供了信息共享集成,信息可視化分析、業(yè)務(wù)智能應(yīng)用服務(wù),可以大大提高工礦企業(yè)的信息應(yīng)用能力、生產(chǎn)管理能力、工作效率和安全生產(chǎn)能力,可以完全滿足礦井安全監(jiān)控及自動化管理的要求。在礦領(lǐng)域以雄厚的技術(shù)力量為后盾,以工礦企業(yè)的需求為基礎(chǔ),以一流的高、新、尖技術(shù)為,以礦井安全生產(chǎn)為已任,為工礦企業(yè)人身、財產(chǎn)提供安全保障,為各級領(lǐng)導(dǎo)提供更加快捷,有效的管理手段,為國家礦山安全事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
建立定位網(wǎng)絡(luò):
ZigBee是一種高可靠的無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò),類似于CDMA和GSM網(wǎng)絡(luò)。ZigBee數(shù)傳模塊類似于移動網(wǎng)絡(luò)基站。通訊距離從標(biāo)準(zhǔn)的75m到幾百米、幾公里,并且支持無限擴(kuò)展。ZigBee是一個由可多到65000個無線數(shù)傳模塊組成的一個無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺,在整個網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi),每一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊之間可以相互通信,每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的距離可以從標(biāo)準(zhǔn)的75m無限擴(kuò)展。
1.根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際需要,沿坑道每隔200米距離,工作面距離則可降低為50米在坑道適當(dāng)位置(例如頂部)設(shè)置一個Zigbee網(wǎng)絡(luò)模塊,同時在其他需要定位和網(wǎng)絡(luò)連接的地方,也安置相應(yīng)的Zigbee網(wǎng)絡(luò)模塊;為了避免井下環(huán)境對無線信號的干擾,所有無線網(wǎng)絡(luò)模塊使用的都是抗干擾的直序擴(kuò)頻通信方式,而且,每個模塊都有接收信號強(qiáng)弱指示功能(RSSI)
2.所安置的網(wǎng)絡(luò)模塊將自動組成一個Zigbee通信網(wǎng)絡(luò),在布置網(wǎng)絡(luò)模塊的位置時,注意應(yīng)使每個模塊至少可與兩個以上的模塊進(jìn)行通信,即避免"單線通信聯(lián)系",以保證Zigbee 網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性。這個通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)際就是一個定位網(wǎng)絡(luò),每一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)就是一個定位點(diǎn),只不過比起使用RFID來定位的方法,我們的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)還可通過讀取移動目標(biāo)的信號強(qiáng)度,來確定移動目標(biāo)的位置信息。另外,Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)體積要小得多,而且網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的通信,不一定要使用額外的光纖或通信電纜來進(jìn)行連接。
移動目標(biāo)的無線身份卡模塊:
1.每一個需要定位的移動目標(biāo)(例如礦工),都需要隨身攜帶一個無線身份卡模塊,或固定在安全帽上的一個紐扣電池驅(qū)動的全封閉的模塊約大小,每個模塊的發(fā)射功率小于1/1000瓦。 建議使用我們的簡化了功能的SC8836A,或低成本的SC8836A模塊。
2.為了增加電池使用壽命,無線身份模塊每隔5 -- 30 秒發(fā)射一個身份碼信號。為了避免井下環(huán)境對無線信號的干擾,所有無線身份卡模塊使用的都是抗干擾的直序擴(kuò)頻通信方式;同時,在緊急情況時,還可以通過卡上的按鈕,隨時發(fā)出緊急求救信息。
3.該無線身份模塊還可與瓦斯探測等傳感器相連,這樣,不僅可以根據(jù)需要,機(jī)動靈活的在不同位置采集各種安全生產(chǎn)所需的信息,同時自動地將采集點(diǎn)的位置信息和相關(guān)信息傳給監(jiān)控中心。這種瓦斯采集點(diǎn)可以安放在采掘面的某個固定位置,并隨采掘面的移動而移動,也可讓瓦斯安檢人員隨設(shè)攜帶,十分方便。當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)時,該無線模塊可以立即通過Zigbee網(wǎng)絡(luò),將濃度信息,位置信息和報警信號傳往監(jiān)控中心,必要時,將同時啟動其它聯(lián)動的應(yīng)急設(shè)備;
4.調(diào)整無線定位身份卡模塊的發(fā)射功率,使其至少能夠與一個定位節(jié)點(diǎn)模塊通信。
移動目標(biāo)位置的確定:
1.當(dāng)只有一個定位節(jié)點(diǎn)收到某個移動身份卡的信號時,這個定位點(diǎn)的位置就是這個移動目標(biāo)的位置;
2.當(dāng)有兩個定位節(jié)點(diǎn)同時收到某個移動身份卡的信號時,這兩個定位點(diǎn)之間的中間位置,就是該移動目標(biāo)的位置;
3.當(dāng)利用信號強(qiáng)度改進(jìn)定位時,某個定位節(jié)點(diǎn)接收到的某個移動身份卡的信號強(qiáng)弱,還可用來決定該移動目標(biāo)距離這個定位節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)近,信號越強(qiáng),則離開這個定位節(jié)點(diǎn)越近,信號強(qiáng)度與到該定位點(diǎn)距離的函數(shù)關(guān)系,移動目標(biāo)必定位于這兩個定位節(jié)點(diǎn)之間的某處,其具體的位置,可以利用這兩個定位點(diǎn)所接收到的該移動目標(biāo)信號強(qiáng)度的具體值,通過簡單計算和現(xiàn)場實(shí)測校正來得到。
值得注意的是,在環(huán)境較為復(fù)雜的地方,特別是定位區(qū)域并非線狀的地方,例如某些作業(yè)面,我們需要通過增加定位節(jié)點(diǎn)數(shù)量的方法來提高定位。
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