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近年来,煤矿开采仍在快速进行,然而,井下瓦斯、甲烷等的高浓度以及挖掘设备的不完善,导致仍存在不少的安全事故。随着党中央、国务院的高度关注,并极力要求创建“六大系统”来提高煤的开采水平、完善井下挖掘环境、较少人员伤亡,实现安全生产。在这种情况下,建立完善一套基于ZigBee的井下人员定位系统刻不容缓。此系统既可以管理井下工作人员的动向,又可以在紧急时刻及时预警,从而减少人员伤亡。 论文深入研究了ZigBee无线网络技术、CAN总线和CC2431定位引擎的定位原理,分析了井下人员定位系统的研究现状和发展趋势,得出了建立基于ZigBee的井下人员定位系统的可行性和技术优势。并在此基础上,结合ZigBee网络结构、协议栈及其CC2431定位引擎定位技术,设计了基于ZigBee的井下人员定位系统总体设计方案。设计包括井下部分和井上部分,井下部分为ZigBee无线网络,由ZigBee协调器、ZigBee路由器和ZigBee终端设备组成,井上部分为地面监控中心,两部分之间通过光纤以太网进行通信。本文分别对系统进行了硬件和软件设计,其中硬件设计包括基于CC2430的ZigBee协调器模块和ZigBee路由器模块、CAN总线模块及基于CC2431的ZigBee终端设备模块,并对模块所需要的防爆电源进行了设计。软件部分的设计包括对Bootloader的移植和制作BusyBox根文件系统,并在Z-Stack基础上对ZigBee无线网络各个节点功能进行了设计。最后,对系统功能的实现进行了测试。