近年来,随着我国经济的飞速发展,对煤炭的需求高速增长,从而也促进了煤炭工业的发展。但是,这几年煤矿事故发生的数量不断增加,如何对煤矿的安全生产管理已经迫在眉睫,如何展开有效的工作效率已经摆到了国家各级主管部门和领导的面前。由于地面和井下工作人员的信息沟通困难,一旦发生煤矿塌方等事件,就会造成巨大的经济损失和人员伤亡。为此,如何正确处理安全与生产,安全与效益的关系,如何准确,实时,快速履行煤矿安全监测职能,有效进行矿工管理,保证抢险救灾,安全救护的高速运作显得及其重要和紧迫。
本论文在基于现在比较流行的几种无线射频技术和针对于现目前矿井通讯差的前提下,设计出了一套矿井人员定位语音系统。该系统主要实现对井下人员的定位和语音通讯两大功能。每一功能都是由井下数据采集部分、数据传输部分、井上数据处理部分构成。在定位系统中,主要由目前比较流行的ZigBee技术,实现对井下工人的组网和每个工人的信号强度采集。通过CAN总线方式将采集到的数据传向井上地面控制中心的数据服务器。井上监控中心PC客户端去访问该服务器,取得的相应的数据进行处理并在GIS地图上进行显示。而在语音系统中,井下语音设备终端对模拟语音信号进行数字化并进行CVSD编码,通过射频芯片CC2500将语音编码数据传送于主节点,主节点将语音数据通过485总线方式传往井上PC客户端,PC在将语音编码数据进行存储并还原。
本文对整个系统做出了比较详细的描述,同时分析了PC上层数据库平台的搭建。重点讨论了井下数据采集部分和传输部分,包括软件、硬件的实现。具体的研究内容如下:
1、分析对比了几种现在比较常用的无线射频技术,着重讨论了以IEEE802.15.4为基础的ZigBee这一新兴技术的特性、协议栈和开发过程。
2、确定了定位系统的整体方案,包括ZigBee芯片CC2430、定位系统的架构、硬件设计方案和软件设计方案。
3、确定了语音系统的整体方案,包括2.4GHz的无线收发芯片CC2500、语音系统的架构、硬件设计方案和软件设计方案。
4、PC上层开发平台的选型、数据库的开发与维护管理等。
