山西省内分布着很多大小煤矿,由于煤矿安全防护设备的陈旧老化以及安全设施的不足,在出现矿井事故的时候,往往造成大量的人员及财产损失,煤矿的安全问题亟待解决。目前存在的应用于井下的有线和无线的通信方式,不能及时地提供井下作业人员的动态分布及作业情况等信息,一旦事故发生,很难有效展开救援工作。因此准确及时地获得井下人员的位置信息,具有重要的实际意义。在出现了无线传感器网络技术之后,井下的通信及定位问题的解决就有了新的实现方法,本文就目前存在的RFID(射频识别)和nRF2401芯片定位系统的不足,设计了基于ZigBee技术矿井无线定位系统。首先,在井下通信网络的构建上,通过对比ZigBee技术的3种组网方式,选用了健壮性较强的mesh网组网。在硬件选型上,从功耗、成本、通信范围、处理器方面比较了几种常见的ZigBee芯片,选用了休眠电流较小,通信距离较远的JN5139芯片,为了缩短开发周期,使用了博讯公司的JN5139模块,程序编写使用Jennic CodeBlocks编译环境,下载使用Jennic Flash Programmer平台。其次,本文研究了无线传感器网络节点定位算法,简要介绍了与距离有关(range-based)、与距离无关(range-free)的常见算法,以及基于移动的锚节点离开和到达信息、利用RSSI(接收信号强度指示)的变化来定位的算法,在分析了常见定位算法实现的局限性后,采用了比RSSI分辨率更高的LQI(链路质量指示)值,改进了算法,提出了基于3个锚节点的平面定位方案及基于8个锚节点的空间定位方案。最后,实地测量了一些LQI数据,做出了LQI经验值的参照表,通过查表可以将ZigBee模块上报的LQI值转换成相应的距离。用VC++开发了客户端,据本文提出的基于3个锚节点的平面定位方案,在客户端实现了平面定位,验证了算法的实用性。