基于Zigbee的煤矿安全射频识别巡检系统设计

摘要

近年来，我国煤矿安全事故频频发生，造成了巨大的人员伤亡和财产损失。现有的传统煤矿安全巡检机制，需要巡检人员在井下人工记录监测点数据，由于巡检员管理混乱，很容易造成漏检和误检现象，而另一方面，由于现有大多数煤矿都是采用有线铺设井下监测点网络，随着煤矿开采的不断进行，井下巷道的结构也会发生变化，这样便给后续监测点网络的拓展带来了不便，同时也使得网络复杂度增加，降低了数据传输的效率和可靠性。
　　 本文提出了一种基于Zigbee技术的井下煤矿安全射频识别巡检系统设计方案。在巡检间隔期，检测中心可以通过井下网络实时监测井下环境数据，进行记录和分析，而在井下巡检期，系统可以利用节点上绑定的RFID设备随时了解巡检人员的身份和位置信息，同时巡检员也可以利用网络实时上传巡检数据。相比传统巡检系统，本系统降低了检测数据采录的不稳定性，提高了巡检人员的工作效率。基于Zigbee的井下煤矿安全射频巡检系统的设计是面向井下开采环境多变的作业场合的，节点利用CC2430芯片控制外部RFID模块及其他传感器，通过实时监测以及井下巡检员对节点的访问，将采集到的传感器数据和巡检员RFID身份数据通过树型网络传送回井上控制中心进行分析记录。本文完成了系统硬件和软件的设计，并通过分析Zigbee2006协议栈以及Zigbee拓扑结构设计了适用于巡检系统的树型网络结构，最后通过搭建网络及节点测试平台，对网络及节点性能进行了测试。结果表明网络结构灵活可靠，节点数据传输准确，整个系统适用于井下结构多变的场合，达到了设计目的。