采用射頻Soc nRF9E5礦井人員定位系統(tǒng)的設(shè)計
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nRF9E5規(guī)定一幀數(shù)據(jù)由前導(dǎo)碼( PREAMBLE )，本機(jī)物理地址（ADDR），有效數(shù)據(jù)（PAYLOAD），CRC校驗碼（CRC）組成。其幀結(jié)構(gòu)如圖3。
圖 3 nRF9E5數(shù)據(jù)通訊幀
其中前導(dǎo)碼，CRC校驗碼各占一字節(jié)，由芯片硬件自動產(chǎn)生。本機(jī)物理地址和有效數(shù)據(jù)可以根據(jù)應(yīng)用設(shè)置。nRF9E5只有檢測到與自己物理地址相吻合的數(shù)據(jù)才能接收處理，所以為了保證智能卡與各讀卡器之間通信暢通，系統(tǒng)中所有nRF9E5芯片都采用其默認(rèn)地址0XE7。有效數(shù)據(jù)由本機(jī)邏輯地址（ID）和報警信息（ALARM）組成。其中ID占兩字節(jié)，ALARM占一字節(jié)。正常情況下有效數(shù)據(jù)只含本機(jī)邏輯地址部分。系統(tǒng)所有讀卡器的本機(jī)邏輯地址均為0xEE,0xEE。智能卡的本機(jī)邏輯地址為各員工的身份編碼。當(dāng)有報警信號時，有效數(shù)據(jù)增加報警信息部分，報警信息為員工的按鍵值，不同的值代表不同的報警信號。
3.2 應(yīng)用程序設(shè)計：
本系統(tǒng)定位基站里的讀卡器每5s發(fā)一次同步信號（0xee,0xee）。智能卡接到該同步信號后，根據(jù)自己的ID產(chǎn)生一延時以等待屬于自己的時間片，延時到立即將自己的一幀數(shù)據(jù)發(fā)送給讀卡器。報警信息的按鍵值是在按鍵中斷程序里設(shè)置的。該中斷程序里還會設(shè)置一報警標(biāo)志（Sign），以供智能卡主程序判斷。讀卡器主程序和智能卡的主程序流程圖如圖4，圖5。
可以看出，使用TDMA技術(shù)發(fā)數(shù)據(jù)時，各智能卡已固定了自己的發(fā)送時段，ID比較靠后的卡不管前面是否有卡要發(fā)數(shù)據(jù)，都要等到自己的發(fā)送時段。nRF9E5收發(fā)6字節(jié)的數(shù)據(jù)需要5ms，讀卡器5s內(nèi)可接收1000張智能卡發(fā)來的數(shù)據(jù)。如果一讀卡器在井下的信號覆蓋范圍100米，人員以5m/s的速度行進(jìn)的話，那么該智能卡可以被該讀卡器識別4次，不會發(fā)生漏讀情況。讀卡器的同步信號之間的時間間隔要視礦山企業(yè)的員工數(shù)而定，員工越多，間隔越大，漏讀的可能性也越大。
圖4 讀卡器主程序流程圖
圖5 智能卡主程序流程
4.結(jié)語
實驗表明，采用nRF9E5芯片設(shè)計的井下人員定位系統(tǒng)能夠滿足人員定位的要求。與傳統(tǒng)井下定位系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)具有通信距離遠(yuǎn)、功耗低、兼容性好、功能擴(kuò)展性強(qiáng)、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性高等優(yōu)點。只需對nRF9E5應(yīng)用電路稍做修改，便可應(yīng)用于智能家居、智能RFID、無線傳感等領(lǐng)域，故而有著廣泛的市場需求和良好的市場推廣前景。本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/157936.htm
本文作者創(chuàng)新點：
[1] 作者創(chuàng)新地采用射頻Soc nRF9E5設(shè)計井下人員定位系統(tǒng)中的定位終端，開發(fā)出的定位系統(tǒng)不但具有類似傳統(tǒng)RFID的身份識別功能，而且還增加了礦工無線報警功能。
[2] 結(jié)合系統(tǒng)要求，運(yùn)用TDMA技術(shù)有效地解決了目前國內(nèi)礦井人員定位系統(tǒng)中常見的井下快速移動人員漏讀率高的問題。
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