基于Zigbee的封闭空间内人员定位系统的设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

近几年，我国煤矿安全形势逐渐变好，但煤矿事故依旧是此起彼伏。与此同时，各种各样的因为处于封闭空间而导致的事故也此起彼伏。比如前几日，一名女子被困电梯30天而饿死。再比如2008年的汶川大地震，夺去了我们多少同胞的生命。所以，当以煤炭事故为代表的一系列事故发生后，如何快速、准确地找到封闭空间内被困人员，对于有效地开展救援工作，从而减少人员伤亡和经济损失有着极为重要的意义。在无线个域网（wpan）中异军突起的zigbee无线通信技术，具有成本低廉、功耗低、组网灵活等优点，非常适合应用于封闭空间内人员的定位和管理。本文将以井下人员的定位为代表来介绍定位设计。

国外煤矿安全系统大约起源于1960年，约每隔7年就会推出一个新产品，目前其最新产品为第5代产品。国外的煤矿安全系统可以根据其技术特性来划分，如根据它们不同的数据传输方式，可以把它们归类为五代产品。使用空分制来传输数据，是国外第一代煤矿安全系统的鲜明特征；跟第一代相比，第二代煤矿安全系统产品则向前迈出了一大步，因为它采用信道频分技术来传输数据，提高了信道的利用率；第三代煤矿安全系统的诞生，得益于当时集成电路和时分制系统的不断壮大，形成了以时分制为特征的新产品；第四代安全管理系统形成于80年代，时下高速发展的计算机、集成电路等技术，形成了其以微处理器为特征的新一代安全管理系统。随着无线通信技术的不断发展和成熟，基于无线传输技术的煤矿管理系统正在逐步发展扩大，所以，第五代国外煤矿安全系统又形成了以无线通信技术为基础的特点。

我国现有的煤矿安全系统是以自力更生方针为原则，同时，在引进、吸收、消化国外煤矿安全管理系统先进技术的基础上，逐步形成和发展起来的。80年代初，我国首先从法国购买了ctt63系统，然后在其基础上又购买了ctt40系统。到了80年代中期，我国又向波兰购买了cmc．20系统，同时，也向其购买了此系统的生产过程。90年代以来，我国在这些购买的系统基础上，成功研制和生产出了一批又一批的煤矿安全产品，如北京和辽宁联手开发的kj66系统和煤科院重庆分院研发的kj90系统引，有些甚至达到了世界先进水平。它们共同的特点是：提高了设备的智能化水平；配备了网络连接功能；大部分采用了时下主流的windows系统。

2. 研究的基本内容与方案

现阶段煤矿井下人员定位系统大部分使用射频识别技术(RFID )，但经常出现漏检现象，在掌握井下人员的动态分布及作业情况时有一定的困难性，尤其是事故灾难发生后精确的人员定位更加困难。因而，现代化的矿井特别需要建立一套先进可靠的井下人员定位系统。基于ZigBee 技术的井下人员定位系统技术已经较为成熟，成为井下人员定位井下人员定位系统是矿井安全生产和应急救灾过程中不可缺少的设备，因此，探讨ZigBee 技术的井下人员定位系统关键技术具有重要的现实意义。文章针对ZigBee技术的特点和优势，结合煤矿井下的生产特点，将提出一种基于ZigBee技术的矿井人员定位系统的设许方案。

首先我会在查阅国内外相关文献的基础上对国内外典型的定位技术和井下定位系统进行分析和比较，讨论这些技术和系统存在的问题。同时，在比较和分析的基础上，探讨各算法的性能优劣。然后针对井下环境，结合ZigBee技术的优点，考虑在改进Euclidean算法的基础上，引进信标节点加权因子的概念，同时结合质心定位的思想来求解未知节点位置。而且在减小误差方面，我想利用泰勒展开式对未知节点的初始坐标进行修正。然后比较ZigBee主流芯片的性能采用合适的芯片作为核心。最后我希望能够基于IEEE 802．15．4，设计一个针对井下人员定位系统的具体实施方案。

3. 研究计划与安排

第1周—第3周 搜集资料，撰写开题报告；

第4周—第5周 论文开题；

第6周—第12周 撰写论文初稿；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]湛浩旻，孙长嵩，吴珊，等.zigbee技术在煤矿井下救援系统中的应用[j].计算机工程与应用，2006(24)：181-183

[2]徐春妹，陈芳芳.井下人员定位系统[j].无线通信技术2006(03)：52-54

[3]郝兵.煤矿井下人员定位系统技术研究[j].山西焦煤科技，2007(05)：13-14。