基于 ZigBee 无线传感器网络的矿工位置探测研究
本文提出了一种基于 ZigBee 无线传感器网络的矿工位置探测系统，旨在解决矿工位置探测的问题。该系统采用 ARM7TDMI-S CPU 和 ZigBee 无线传感器网络，具有低功耗、低成本、低数据速率等特点，非常适合用于矿工位置探测。
一、无线传感器网络概述
无线传感器网络（WSNs）是一种规模大、无线自组织网络，集成了计算机、通信技术、嵌入式 MCU 和无线传感器技术，具有感知和沟通能力。WSNs 节点具有低成本、小尺寸特点，可以工作在无线电频率（RF）频段，收集数据、处理数据和通信。
二、矿工位置探测系统需求
煤炭生产中的威胁复杂的工作条件，如有毒气体、透水、塌陷、顶板等，危及矿工的生命。因此，矿工位置探测系统需要满足以下要求：
1. 定位精度为 10 米
2. 低数据速率
3. 低功耗
4. 低成本
三、ZigBee 技术概述
ZigBee 技术是一种低复杂性、低功耗、低数据速率、低成本的无线通信技术，采用 IEEE802.15.4 协议。它可以嵌入在设备中，具有地理位置的功能，工作在数据传输速率为 250 kbps，每个节点的范围是通常在 10〜100 米。
四、系统设计
我们的设计采用混合拓扑结构，包括星型拓扑结构、集群拓扑结构和网状拓扑结构。设备选择和相关电路设计，包括无线网络、接收模块采用 MEGA128 和 CC2420，变电站模块应用 LPC2114 等。最后是通信协议和相关软件设计和调试。
五、系统功能
该系统具有以下功能：
1. 实现井下矿工定位，及时却定自己的位置以便在事故发生时，提高救援效率。
2. 管理矿工进入或外出矿井的时间和频率，得到了矿工的动态位置信息，从而提高管理绩效。
3. 追溯历史数据，统计和分析决策。
六、结论
本文提出了一种基于 ZigBee 无线传感器网络的矿工位置探测系统，满足矿工位置探测的需求。该系统具有低功耗、低成本、低数据速率等特点，非常适合用于矿工位置探测。
