基于ZigBee的無線定位系統(tǒng)ZPOS設(shè)計(jì)

技術(shù)簡介

ZigBee技術(shù)，ZigBee是一種新興的短距離、低速率無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，目前在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等場合得到了廣泛應(yīng)用。ZigBee設(shè)備的功耗和成本均較低，因此可確?；赯igBee的定位系統(tǒng)能以較低的價(jià)格實(shí)現(xiàn)長時(shí)間準(zhǔn)確定位。此外，由于ZigBee網(wǎng)絡(luò)集成對移動(dòng)自組網(wǎng)的支持，使整個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)建方式靈活，基礎(chǔ)設(shè)施的施工量少，可在各類復(fù)雜環(huán)境下實(shí)現(xiàn)定位系統(tǒng)的快速部署。

Z-Pos井下定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)

 Z-Pos產(chǎn)品思想

Z-Pos是杭州辰林公司基于國內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)良好發(fā)展前景及一定區(qū)域（室內(nèi)外）實(shí)時(shí)精確定位大量潛在應(yīng)用需求的基礎(chǔ)上而適時(shí)研發(fā)推出的無線智能定位系統(tǒng)。它主要原理是借助無線網(wǎng)絡(luò)及其眾多固定接入點(diǎn)設(shè)備（AP），實(shí)時(shí)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)Z-Pos TAG的信號、時(shí)延等數(shù)據(jù)，在Z-Pos Engine（自有知識產(chǎn)權(quán)）中經(jīng)過一系列測算、比對、校正獲取被跟蹤對象Z-Pos TAG的相對及絕對位置信息。

 Z-Pos系統(tǒng)原理

首先根據(jù)企業(yè)實(shí)際需要在井下區(qū)域和巷道中放置一定數(shù)量的Z-POS基站/基站，放置的位置應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)場具體情況（比如井下主要巷道、交叉道口、必經(jīng)之路等重要位置）。根據(jù)巷道的實(shí)際情況下每隔50-80米放一臺(tái)基站。

然后為每個(gè)下井人員佩帶一個(gè) Z-POS TAG(定位標(biāo)簽)，當(dāng)井下人員進(jìn)入井下以后，只要在井下網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)，任何時(shí)刻任意一點(diǎn)，基站都可以采集定位標(biāo)簽信號并上傳到后臺(tái)服務(wù)器，經(jīng)過定位引擎等業(yè)務(wù)處理，得出具體標(biāo)簽及代表信息（如：人員，位置，時(shí)間），同時(shí)可把它動(dòng)態(tài)顯示（實(shí)時(shí)）在監(jiān)控中心的大屏幕或電腦上，并作好備份。井上人員可隨時(shí)了解井下人員的狀態(tài)。

管理者也可以根據(jù)大屏幕上或電腦上的分布示意圖查看某一區(qū)域，計(jì)算機(jī)即會(huì)把這一區(qū)域的人員情況統(tǒng)計(jì)并顯示出來。管理者能實(shí)時(shí)的觀察到井下工作人員的即時(shí)位置，實(shí)現(xiàn)井下人員定位。另外一旦井下發(fā)生事故，可根據(jù)電腦中的人員定位分布信息馬上查出事故地點(diǎn)的人員情況，以便幫助營救人員準(zhǔn)確快速營救出被困人員。

一旦井下發(fā)生突發(fā)情況，井下人員可通過所攜帶的定位標(biāo)簽發(fā)出警報(bào)。 井下人員只要按標(biāo)簽上的緊急報(bào)警按鈕即可發(fā)出報(bào)警，在井上監(jiān)控室的會(huì)即時(shí)進(jìn)行文字及聲光提醒。

ZPOS系統(tǒng)工作流程

系統(tǒng)主要功能簡介

軟件系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，可遠(yuǎn)程訪問管理，數(shù)據(jù)庫支持Mysql、ORACLE等，主要功能如下：
 
系統(tǒng)管理配置

帳戶、密碼、標(biāo)簽人員對應(yīng)關(guān)系、告警方式設(shè)定修改等系統(tǒng)的各種參數(shù)修改；不同賬戶登陸權(quán)限的分配管理。

 礦工實(shí)時(shí)定位

以直觀圖示的方式展現(xiàn)每個(gè)井層、每個(gè)巷道的結(jié)構(gòu)布局，當(dāng)攜帶標(biāo)簽的礦里工作人員在定位基站覆蓋范圍內(nèi)行走時(shí)，監(jiān)控室屏幕上就能隨其走動(dòng)而實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示到相應(yīng)的圖示位置。
 
礦工緊急求助

每個(gè)定位標(biāo)簽上有緊急求助按鈕，當(dāng)需要時(shí)，佩戴者可長按其標(biāo)簽上緊急求助按鈕3秒鐘，監(jiān)控室就會(huì)在第一時(shí)間就能獲悉誰在哪里發(fā)出報(bào)警信息。

全井緊急撤離

當(dāng)出現(xiàn)特殊情況，地面監(jiān)控中心需要統(tǒng)一調(diào)度所有礦下工作人員及時(shí)撤回地面時(shí)，系統(tǒng)提供一個(gè)緊急撤退按鈕，一旦啟動(dòng)緊急撤退功能，井下所有本系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋地方都會(huì)有聲光報(bào)警提示。

歷史軌跡回放

對于任何一個(gè)標(biāo)簽，都可以追溯其歷史行走軌跡，只要選定一個(gè)起始和結(jié)束時(shí)間段，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)檢索該時(shí)間段內(nèi)其經(jīng)過的地方，并形成一個(gè)回放動(dòng)畫。
另外系統(tǒng)也支持設(shè)定某一個(gè)時(shí)間點(diǎn)如2011-1-5 17:00:00，此刻所有工作標(biāo)簽的位置圖，以便了解整個(gè)礦井工作人員的分布情況。

出入考勤統(tǒng)計(jì)

可按時(shí)間段、班組等進(jìn)行各種考勤統(tǒng)計(jì)分析，支持多種圖形模式

井下環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測

每個(gè)井下定位基站同時(shí)也可以根據(jù)實(shí)際需要，加載環(huán)境采集傳感功能，實(shí)時(shí)將周圍的環(huán)境參數(shù)如溫度、濕度、一氧化碳濃度等通過自身的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心平臺(tái)上，如果設(shè)定告警閥值，則監(jiān)控屏上會(huì)對超標(biāo)區(qū)域進(jìn)行分級別告警提示。

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理

對于整個(gè)井下無線網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)提供了實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、節(jié)點(diǎn)工作性能等功能，并以地圖方式標(biāo)示，便于即時(shí)管理和維護(hù)。