煤矿井下精确定位技术比较分析.pdfVIP

煤矿现代化 2014年第4期 总第121期 煤矿井下精确定位技术比较分析 唐丽均，杨智勇 (重庆工程职业技术学院信息工程学院，重庆 400037) 摘 要 针对适合煤矿井下主流的精确定位技术，分析了不同精确定位技术的核心定位芯片的主要 参数、系统复杂度、定位性能等指标，并给出各 自构成的精确定位系统在模拟煤矿井下实验巷道的对 比测试结果，为各类煤矿安全系统设计者选择合适的定位技术提供一定的参考。 关键词 精确定位 ；煤矿井下；定位芯片 中图分类号：TD76 文献标志码 ：B 文章编号：1009—0797(2014)04—0071—02 近年来，基于RFID定位系统随着物联网技术的 基于飞行时间的测距方式，通过计算无线信号的飞 发展得到了广泛应用。目前基于RFID的定位系统由 行时间来获取节点之间的距离。 于只能定位出工作人员所在的区域，无法定位出其 该芯片工作电压为2．0V～3．6V，输出最大射频功 具体位置。 率 2．5dBm，工作频率为 2400MHz～2483MHz，最小休 由于煤矿井下存在大量安全隐患，一旦发生意 眠电流为0．7uA，最大工作电流 17．5mA。 外，基于RFID的定位系统无法有效提供井下救援工 该芯片内部集成 32M的32一bitCPU，内部 RAM 作所需的遇险人员位置信息，因此精确定位系统在煤 容量最大32Kbit，内部FLASH容量最大 256Kbit，拥 矿井下具有广泛的应用前景。 有 2路串口、20个普通 10管脚 、4路ADC、1个定时 本文分析了现有的精确定位技术 ，并分别对各 器和 1个看门狗等功能，因此JN5168单芯片即可构 自技术中的核心定位芯片的主要参数 、系统复杂度、 成一个精确定位系统。 定位性能等指标进行了对比，并分别给出在模拟煤 1．3 AT86RF233 矿井下巷道的性能测试结果 ，为设计者选择合适精 AT86RF233芯片生产厂家为Atmel，采用Zigbee 确定位技术提供 了有力的帮助。 协议，基于相位差的测距方式 ，通过计算收发无线信 号的相位差来获取节点之间的距离。 1 主流的精确定位技术 该芯片工作电压 1．8V 3．6V，输出最大射频功率 目前适合煤矿井下的精确定位技术有三种，一 4dBm，工作频率为2405MHz～2480MHz，最小休眠电 是采用 CSS调制-【1和基于飞行时间测距的精确定位 流0．2uA，最大工作电流 13．8mA。 技术 2【1，代表性的定位芯片为 NA5TR1；二是采用 该芯片只能与Atmel系列的MCU共同组成精确 zigbeeL4j和基于飞行时间测距的精确定位技术 ，代表 定位系统，如ATmega644、ATmega128L、ATxmega256 性的定位芯片为JN5168t51；三是采用 zigbee和基于相 等。 位差测距6[1的精确定位技术 ，代表性的定位芯片为 2 三类精确定位技术性能比较 AT86RF233t。 1．1 NA5TRl 为了比较上述 3类精确定位技术的测距性能， NA5TR1，生产厂家为 NANOPAN公司 ，采用 在国家级煤矿井下实验巷道中按图 1所示的测试系 CSS调制技术，基于飞行时间的测距方式，通过计算