高永峰，吴房胜，于进杰

摘 要：近年来，我国煤矿事故频发，煤矿安全让人担忧。矿井中井下人员的管理非常困难，地面工作人员不能随时了解井下人员的分布情况及作业情况，很难进行人员定位，一旦事故发生，对井下人员的抢救非常困难。针对此问题，本文研究了一款基于 ZigBee 的井下人员无线定位系统。该系统以 CC2430/CC2431芯片为核心，利用 RSSI 定位算法，实现井下工作人员的实时定位，使地面人员随时了解井下作业人员的分布状态、作业情况等，使井下人员定位管理的有效性与可靠性大大提高，具有极大的市场经济价值。

关键词：ZigBee；井下；定位；RSSI算法

0 引言

本文以ZigBee 技术为核心技术，对系统开发进行了说明，并阐述了人员定位系统的总体结构图、软硬件系统设计方案以及上位机设计方案。最后组建了一套仿真系统，实现了实时定位的效果。本系统在 ZigBee 架构下，以 CC2430/2431 单芯片为核心，开发出的无线定位网络系统，具有定位准确、造价低廉、便于携带、体积微小、结构简单等特点，能够很好地解决井下作业人员的位置信息问题。

1 定位原理及系统架构

1.1 定位原理

本系统采用RSSI（接收信号强度指示）定位算法，该算法测距是节点最实用的测距方法之一，不需要另加硬件设备，方法实现简单。其工作原理是在已知发射节点信号功率的前提下，获取接收节点的接收到的功率，利用测量接收到的信号功率来计算定位节点距参考节点的长度，并算出传输过程中的功率损耗，通过信号传播衰减模型将传输损耗转换成节点之间的长度，进一步采用三边定位法测出定位节点的位置。……