本课题首先深入研究ZigBee技术特点以及ZigBee协议栈结构，然后设计了井下无线通信系统。将井下矿工的位置信息反馈到地面上位机中，本文对井下人员的定位系统作了方案的确定以及测试分析。本论文主要做了以下研究：

（1）深入分析了井下人员定位系统的工作原理和基本约束条件，深入研究了Zig Bee技术和IEEE802.15.4标准，最终确定采用ZigBee无线技术实现人员无线实时定位。无线传感器网络解决了井下布线困难的问题，能够将设备放置在所需要的任意位置，实现系统的全面井下覆盖。

（2）对比分析了无线网络定位技术的各种算法，在此基础上，确定井下无线定位系统采用基于RSSI测距的无线定位的算法，能够实时准确计算出移动节点的具体坐标。

（3）采用射频芯片CC2430和CC2431定位芯片为核心设计了无线网络中各个节点模块，构建了工作频率为2.4GHz满足IEEE802.15.4标准的无线传输系统的硬件结构，为无线传感器网络系统的数据采集和传输提供了平台。

（4）利用ZigBee协议栈设计了网关、参考节点和定位节点的应用程序，构建了基于ZigBee技术的无线通信系统软件平台，实现了数据采集和数据收发，完成对井下人员的实时跟踪定位。

基于ZigBee技术的井下人员定位系统的功能如下：

（1）人员定位功能 井下人员实时跟踪定位，显示矿井人员的具体工作位置，尤其对于从事关键技术的人员可以随时定位、随时沟通、降低事故发生的可能性；随时查询井下某一范围人员数量，可以确定人员名单，加强井下人员的监控管理。

（2）考勤管理功能 可以完成井下人员的考勤，出勤信息可以保存：实时监测井下人员工作的路线轨迹以及井下人员的整体工作布局情况；以查询每个成员在某一时刻或某一时间段内的位置信息；能够准确查询井下人员的入井间和升井时间，更加具体监管井下人员的工作时间，在统计报表中进行分类统计，也可以打印出来，便于年底业绩考核。

（3）信息发布功能 通过地面上计算机系统就能观察到井下的人员的具体位置以及一些参数值，地面工作人员可以实时掌握井下人员的位置及身体状况。将信息发布到网络上，实现信息共享，能建立完善的信息库，便于上级监督部门的监督管理。

（4）安全保障功能 井下发生事故时，可以在地面计算机的定位系统界面上观察到井下人员分布的具体情况，准确定位井下人员在发生事故时所处的具体位置，立即实施营救，减少人员的伤亡数量。

任务：针对煤矿井下特殊的工作环境设计基于ZigBee无线传感网络的定位监控系统，实现人员实时跟踪定位。

要求：定位节点100个，通信距离：1500米。