图4-1 井下人员定位系统框架图 22

图4-2 网关结构框图 24

图4-3 电源模块电路图 25

图4-4 串口模块电路图 25

图4-5 USB转以太网模块框架 26

图4-6 节点结构框图 27

图4-7 定位系统流程图 27

图4-8 网关工作流程图 28

图4-9 参考节点工作流程图 29

图4-10 定位节点工作流程图 30

变量注释表

经常经过距离d后的路径损耗

参考节点与基站间的距离

方差输入功率

1 绪论 

中国的煤炭产量占世界的百分之二十八，是煤炭生产大国，由于煤炭在我国的能源结构中占据比较重要的地位，使得国内相关产业部门对于煤炭的需求量较高，依赖程度较大。从我国的能源消耗总体情况来分析，煤炭约占百分之十二的一次性能源，生产和消费结构，并且可以在很长的时间里，煤炭在中国的能源中占主要的位置，最近一段时间内是不会变的。

然而，中国和其他煤矿生产的国家相互比较，不仅地质结构很复杂，同样也会是自然灾害变的很严重。煤矿在杂乱的自然条件中，会存在很多危险。尤其是中小型煤矿和民营煤矿，由于生产安全设备的不先进，安全意识还没达到，没有一个健全的安全生产管理体系，安全生产表现让别人担心。这几年中，随着不断开采煤矿而且事故越来越多，并且比较以前的发生更加严重。不断发生煤矿安全事故，使得我国政府部门以及公众对于煤矿安全事故的重视程度不断提高，国内相关部门也出台了很多支持政策鼓励煤矿加大安全监测设备的投入。

为了完善煤矿生产的安全体系，不仅要建立合格的管理系统、正确的规章，而且安全监控的设备要先进。研究基于无线传感网络的煤矿安全监控系统，具有价格低廉、维护方便等问题，具有重要的现实意义。本研究的目的是提供井下人员的位置信息，保证矿山安全生产。

1。1无线传感网络技术

1。1。1无线传感网络的发展

从无线传感网络（WSN）的发展历史来看，可以将其发展过程分成三个主要的阶段。第一个阶段始于2001年，中国科学院设立了一个微系统研发中心，中国科学院资源整合，推动传感网络的发展。随着中国科学院和中国科学院的不断加强研发投入，使得我国的WSN研究平台最终建立起来。第二个阶段是从2006年开始，当年发布的国家中长期科学发展规划纲要中对于无线传感网络非常重视，纲要中提出的信息科学中的前沿方向都与其存在着重要关系。第三个阶段是从2008年开始，我国的工业和信息化部在当年提出了“新一代宽带移动通信网”发展计划，在该项计划中有多个专题研究项目都与WSN网络密切相关。

1。1。2无线传感网络的应用

从其应用范围来看，无线传感网络目前已经被广泛应用于工业生产、军事安全、农业生产、环境监测以及医疗等多个方面，在以后也会在新的方面有好的表现，像家庭、健康、交通等领域。我们可以大胆猜想以后无线传感网络四处遍布，将完全出现在我们生活中。