基于ZigBee的无线定位系统ZPOS设计

技术简介

ZigBee技术，ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术，目前在无线传感器网络等场合得到了广泛应用。ZigBee设备的功耗和成本均较低，因此可确保基于ZigBee的定位系统能以较低的价格实现长时间准确定位。此外，由于ZigBee网络集成对移动自组网的支持，使整个系统的构建方式灵活，基础设施的施工量少，可在各类复杂环境下实现定位系统的快速部署。

Z-Pos井下定位系统设计

 Z-Pos产品思想

Z-Pos是杭州辰林公司基于国内无线网络良好发展前景及一定区域（室内外）实时精确定位大量潜在应用需求的基础上而适时研发推出的无线智能定位系统。它主要原理是借助无线网络及其众多固定接入点设备（AP），实时监测网络中的移动节点Z-Pos TAG的信号、时延等数据，在Z-Pos Engine（自有知识产权）中经过一系列测算、比对、校正获取被跟踪对象Z-Pos TAG的相对及绝对位置信息。

 Z-Pos系统原理

首先根据企业实际需要在井下区域和巷道中放置一定数量的Z-POS基站/基站，放置的位置应该结合现场具体情况（比如井下主要巷道、交叉道口、必经之路等重要位置）。根据巷道的实际情况下每隔50-80米放一台基站。

然后为每个下井人员佩带一个 Z-POS TAG(定位标签)，当井下人员进入井下以后，只要在井下网络覆盖范围内，任何时刻任意一点，基站都可以采集定位标签信号并上传到后台服务器，经过定位引擎等业务处理，得出具体标签及代表信息（如：人员，位置，时间），同时可把它动态显示（实时）在监控中心的大屏幕或电脑上，并作好备份。井上人员可随时了解井下人员的状态。

管理者也可以根据大屏幕上或电脑上的分布示意图查看某一区域，计算机即会把这一区域的人员情况统计并显示出来。管理者能实时的观察到井下工作人员的即时位置，实现井下人员定位。另外一旦井下发生事故，可根据电脑中的人员定位分布信息马上查出事故地点的人员情况，以便帮助营救人员准确快速营救出被困人员。

一旦井下发生突发情况，井下人员可通过所携带的定位标签发出警报。 井下人员只要按标签上的紧急报警按钮即可发出报警，在井上监控室的会即时进行文字及声光提醒。

ZPOS系统工作流程

系统主要功能简介

软件系统采用B/S架构，可远程访问管理，数据库支持Mysql、ORACLE等，主要功能如下：
 
系统管理配置

帐户、密码、标签人员对应关系、告警方式设定修改等系统的各种参数修改；不同账户登陆权限的分配管理。

 矿工实时定位

以直观图示的方式展现每个井层、每个巷道的结构布局，当携带标签的矿里工作人员在定位基站覆盖范围内行走时，监控室屏幕上就能随其走动而实时动态显示到相应的图示位置。
 
矿工紧急求助

每个定位标签上有紧急求助按钮，当需要时，佩戴者可长按其标签上紧急求助按钮3秒钟，监控室就会在第一时间就能获悉谁在哪里发出报警信息。

全井紧急撤离

当出现特殊情况，地面监控中心需要统一调度所有矿下工作人员及时撤回地面时，系统提供一个紧急撤退按钮，一旦启动紧急撤退功能，井下所有本系统网络覆盖地方都会有声光报警提示。

历史轨迹回放

对于任何一个标签，都可以追溯其历史行走轨迹，只要选定一个起始和结束时间段，系统会自动检索该时间段内其经过的地方，并形成一个回放动画。
另外系统也支持设定某一个时间点如2011-1-5 17:00:00，此刻所有工作标签的位置图，以便了解整个矿井工作人员的分布情况。

出入考勤统计

可按时间段、班组等进行各种考勤统计分析，支持多种图形模式

井下环境实时监测

每个井下定位基站同时也可以根据实际需要，加载环境采集传感功能，实时将周围的环境参数如温度、湿度、一氧化碳浓度等通过自身的无线网络传输到监控中心平台上，如果设定告警阀值，则监控屏上会对超标区域进行分级别告警提示。

网络监控管理

对于整个井下无线网络，系统提供了实时监控网络质量、节点工作性能等功能，并以地图方式标示，便于即时管理和维护。