我国矿难事故频繁发生,矿工的人身安全得不到有效的保障,井下作业及安全生产存在很多不容忽视的问题。井下和地面后台的信息交换不够及时,地面不能在第一时间掌握井下的具体情况,造成救援不便,一旦发生事故,安全营救的效率非常低。因此及时地获得井下人员的位置信息具有重要的实际意义。为了解决这些问题,我国有些矿井已经采用了一些井下监控系统。但是这些系统大多采用有线的通信方式,且存在着功能单一、互不兼容、无行业标准等缺点。本文参与的是研究室与企业联合研究的课题。本课题集井下采集信息、信息通信、信息交换和井上信息分析为一体,构成煤矿综合管理系统。项目包含井下人员定位系统、井下视频监控系统、WiFi手机通信系统、瓦斯监测系统这四个功能部分。各部分功能的信息汇集至通信基站,再通过光纤有线传输到地面监控后台。这样既能够满足对监控信息的要求,又能具有很好的兼容性。本文是研究课题的一部分,主要是完成基于RSSI的煤矿井下人员定位系统的设计与实现。论文首先介绍了定位系统的研究意义和研究内容。接着介绍了各种室内定位方式和定位平台的优缺点及ZigBee的相关技术。然后基于项目需求,讨论和分析了系统的总体设计方案。最后系统采用TI公司的CC2530和CC2591芯片设计实现了硬件平台,基于ZStack协议栈完成了软件设计。论文主要工作和研究重点如下:1)定位系统的总体设计。煤矿的矿井有许多巷道,将巷道进一步分为多个定位区域。在每个定位区域布置有协调器等锚节点,构成一个独立的ZigBee网络。同时在矿井入口处设置专门的ZigBee网络,实现考勤功能。此外,设计了移动节点和锚节点的数据交换、ZigBee网络与井上后台的数据交换的通信协议标准。2)定位与通信应用软件开发。对TI公司的ZStack协议栈的底层、应用层和ZDO等做了相应的修改,开发了满足系统功能需求的通信软件。重点实现了数据通信、网络组建、节点动态入网、RSSI的提取等。3)硬件平台设计与实现。采用CC2530芯片设计了移动节点的硬件。在锚节点上增加了 CC2591芯片,增加了发射功率,扩大了锚节点信号覆盖范围。论文最后搭建了一个测试平台对系统的功能进行了验证,包括环境估计和上位机界面。并指出了系统需要近一步完善的地方。