煤礦井下精確定位技術比較范文

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《煤礦現代化雜志》2014年第四期

1AT86RF233

AT86RF233芯片生產廠家為Atmel，采用Zigbee協議，基于相位差的測距方式，通過計算收發無線信號的相位差來獲取節點之間的距離。該芯片工作電壓1.8V~3.6V，輸出最大射頻功率4dBm，工作頻率為2405MHz~2480MHz，最小休眠電流0.2uA，最大工作電流13.8mA。該芯片只能與Atmel系列的MCU共同組成精確定位系統，如ATmega644、ATmega128L、ATxmega256等。

2三類精確定位技術性能比較

為了比較上述3類精確定位技術的測距性能，在國家級煤礦井下實驗巷道中按圖1所示的測試系統分別測試了由這3種精確定位技術的定位精度和軌跡跟蹤性能。精確定位測試系統由一個中心節點和一個目標節點構成。中心節點固定在距離地面2m的支架上，目標節點在距中心節點0m~150m的范圍內移動，并從中心節點實時觀察目標節點的距離信息。從圖2可以看出，采用NA5TR1芯片的精確定位技術在其目標節點以1m/s的速度從距離中心節點0m處移動到100m（由于NA5TR1最大射頻功率僅為0dBm，因此其最大覆蓋距離僅為100m），然后再從100m移動到0m的過程中，中心節點能實時跟蹤其移動軌跡，平均測距誤差在5m之內。從圖3可以看出，采用JN5168芯片的精確定位技術在其目標節點以1m/s的速度從距離中心節點0米處移動到150m，然后再從150m移動到0m的過程中，中心節點能實時跟蹤其移動軌跡，但平均測距誤差在15m左右。從圖4可以看出，采用AT86RF233芯片的精確定位技術在其目標節點以1m/s的速度從距離中心節點150m處移動到0m的過程中，中心節點能實時跟蹤其移動軌跡，平均測距誤差在3m之內。

3結論

本文對現有主流的精確定位技術中使用的核心定位芯片的主要參數、系統復雜度、定位性能等指標進行了對比。采用NA5TR1芯片的精確定位技術的特點在于定位精度較高，定位誤差在5m之內；系統復雜度一般，可與任意類型的MCU構成精確定位系統；系統功耗高，芯片休眠電流和工作電流均偏高。采用JN5168芯片的精確定位技術的特點在于定位精度低，定位誤差在15m左右；系統復雜度低，可單芯片構成精確定位系統；系統功耗低，芯片休眠電流和工作電流不高，同時無外部MCU的功耗。

采用AT86RF233芯片的精確定位技術的特點在于定位精度高，定位誤差在3米之內；系統復雜度高，只能與Atmel的MCU構成精確定位系統；系統功耗較高，芯片休眠電流和工作電流均低，但是需要考慮外部MCU的功耗。綜上所述，這三種主流的精確定位技術各有其優缺點，因此設計者在實際使用中需要根據具體需求進行選擇適合的精確定位技術。

作者：唐麗均楊智勇單位：重慶工程職業技術學院信息工程學院