基于ZigBee的礦井無線定位系統

　　1 系統功能

　　ZigBee的無線定位系統經濟實用，工作可靠，可實現對井下工作人員的精確跟蹤定位。該系統不但在發生事故時可發揮重要作用，也可對工作人員進行13常管理；既可對井下進行環境監測，也可完成人員定位任務。系統工作時，監控中心與終端可實現雙向通信，即監控中心可以廣播報警信號通知作業人員，作業人員也可以發送異常求救信號到監控中心 。

　　2 礦井ZigBee網絡的構建及硬件實現

　　2.1 ZigBee網絡的構建

　　工作人員作為ZigBee的終端節點，隨身攜帶RFD設備（使用電池供電），與上層的路由設備（FFD）保持無線聯絡。由于井下工作人員數量較多，故路由器采用分區域設置。考慮到突發情況，為了避免節點出現故障而與網絡斷開，可以采用網狀網絡（mesh）組網，這樣可保證數據不丟失。在網狀網絡的拓撲結構中，當其中某一個路由器（Router）出現故障時，則數據流選擇其他的路由器或協調器（Coordinator）進行數據流的傳輸。考慮到巷道較深，故路由器之問采用無線電波接力的方式實現無線通信的連接。數據經協調器實時匯總后發送到PC機，在監控終端可以實時獲取井下工作人員的集體信息。FFD設備作為協調器，采用有線電纜供電方式，同時要設有備用電源，防止災害發生時由于電纜中斷而無法正常工作 。

　　2.2 網絡的硬件實現

　　井下無線通信網絡硬件實現方式如圖1所示，其中JN5139 End device節點由井下人員隨身攜帶，作為終端節點，分布在各個巷道內，數量可以很多，實時與上層路由JN5139 Router節點之間進行信息的傳遞和接收，終端（End device）節點彼此之間不能進行通信，只能與上層的路由（Router）節點進行通信。JN5139 Router節點可作為管理節點，分布在各個巷道內，主要用于接收來自終端（End device）節點的信息并進行信息匯總，然后將收集并處理過的數據發送到協調器（Coordinator）節點。在網絡中可以根據需求來選擇路由節點個數，使其有效地管理各個巷道。協調器節點的主要任務是對來自各JN5139 Router節點的數據進行處理，經RS-232總線傳遞到PC機（網絡中該節點只能設置1個）。