煤炭作为基础能源,长期以来为我国的经济增长做出了巨大贡献,我国能源消耗的70%来自煤炭,在整个国民经济发展中一直占据着主导地位。煤矿生产作业环境恶劣,常伴有瓦斯煤尘爆炸、火灾、水患等自然灾害,严重地威胁着矿工的生命安全。从大量的案例分析中得出,造成事故的原因是有共性的,除了安全设施投入不足,从业人员素质较低外,另一个重要的原因就是:对下井人员管理措施不力,人员监督检查不到位。目前煤矿井下普遍存在入井人员管理困难,时有人数不清的现象,井上管理人员难以及时掌握井下人员的动态分布及作业情况。为了解决这一问题,及时、有效、准确掌握进出井人数及井下活动范围,本项目研制开发了矿井人员定位、管理、救助系统。对煤矿入井人员进行实时跟踪监测和定位,随时清楚掌握每个人员在井下的位置及活动轨迹。如果发生灾变,还可立即从监控计算机上查询事故现场的人员位置分布情况、被困人员数量、遇险人员撤退线路等信息,为事故抢险提供科学依据。同时,也可利用系统的日常考勤管理功能,对矿井人员进行考勤管理。本项目的产品矿井人员定位、管理、搜救系统是集井下人员考勤、跟踪定位、灾后急救、日常管理等一体的综合性运用系统。他集合了短距离无线通讯、无线定位算法、无线传感器网络、地理信息系统等最前沿的技术,是目前国内技术最先进、运行最稳定、设计最专业化的井下定位系统。这一科技成果的实现,将为煤矿企业的安全生产和日常管理上台阶以及事故急救带来了新的契机。本人在课题实施期间先后从事了该系统的功能调研、结构设计、产品开发和系统测试工作。在参与了以上工作的基础上,撰写本论文对参与的工作总结如下:首先,对本项目的涉及的关键技术领域进行了简明扼要的介绍,其中对ZigBee技术从物理层和MAC(介质访问控制Media AccessControl)层两方面进行了重点分析研究;而后又对本项目采用的RSSI(接收信号强度指示Received Signal Strength Indication)定位算法进行了理论介绍。其次,对矿井人员定位、管理、搜救系统的结构方案、实现功能、工程实施方案等技术要点进行了简单阐释。该系统由定位基站、人员无线定位机、传输接口、总线中继器、传输线缆、地表系统服务器、避雷保护器等组成。下井人员携带的人员无线定位机发出具有身份编号的无线信号,被安装在井下巷道壁上的定位基站接收到;人员信息、时间信息、地点信息等有关数据,经过系统传输网络传到地表系统服务器;由系统服务器对数据进行处理,完成下井人员考勤和定位、各种查询、综合管理、数据共享、网络传输等功能。最后,对本项目的系统设计进行了比较详细的阐述,具体分析了一些在系统软件总体设计、实现过程中所遇到的问题及其解决方案,如:数据采集通道瓶颈,井上、井下设备时间同步,定位机信息W~3H(Who,When,Where,How)产生的方法等。继而,又对系统的重要组成产品进行了简单介绍。同时,对本课题未来的发展方向,及系统可以近一步开展的工作做了展望。