摘 要 本文主要介绍了综合应用蓝牙、红外、GIS等技术的煤矿安全监测系统，描述了系统的整体方案、核心功能，详细介绍了蓝牙、红外技术进行井下定位的工作原理，给出了系统的结构框图。
关键词 蓝牙 定位 煤矿安全
煤炭行业是一个特殊的行业，瓦斯、矿尘、火灾、水灾、顶压等各种安全隐患严重威胁着矿井作业工人的人身安全。为了从根本上解决煤矿安全问题，需要依靠科技进步手段提高煤矿整体安全技术装备与管理水平。其中，在矿井中建立煤矿安全监测监控系统，对矿井工作人员进行定位，从而实现实时监督管理是解决煤矿安全问题的一个重要方面。
矿井信息与空间位置信息有着密切的关系，本文介绍的系统就是建立在GIS平台上的专业煤矿监测系统，同时结合蓝牙的定位技术，能够把煤矿日常生产中的各种不同类型和格式的数据与相对应的图形数据结合起来，使整个矿井的信息更加形象具体地展现出来。
1 蓝牙技术简介
蓝牙是一项适用于小范围的无线通信标准。蓝牙的原理是将信息和语音信号在ISM频段上传输。每一种蓝牙设备都带有一个标准地址，可以支持点到点和一点到多点的低功耗通信（蓝牙的基本组成是皮网，Piconet），发射距离为10m（增强功率情况下可以到100m）。蓝牙通信技术不仅可以高达1Mbit/s的传输率，并且支持身份验证和资料加密，其所采用的跳频扩频技术，每秒1600跳，有效降低了电磁波干扰和资料被截获的可能性。在近距离通信中，蓝牙（Bluetooth）无线接入技术使无线单元间的通信变得十分容易，将计算机技术与通信技术更紧密地结合在一起，人们可随时随地进行信息的交换与传输。其系统参数和技术指标如表1所示。
2 系统定位原理
在二维空间中，知道了1个点到3个已知参考点的距离，就可以确定该点的坐标。假设3个参考点的坐标分别为（x1，y1），（x2，y2），（x3，y3），待确定位置节点的坐标是（xi，yi），该节点到3个参考节点的距离分别是λ1，λ2，λ3，根据二维空间距离计算公式，可以获得一个非线性方程组，采用线性化方法来求解，可以得到待定位置节点的坐标（xi，yi）。在节点定位算法中，按照上述方程求解，就可以得到待定位置节点的坐标，从而达到定位的目的。
本文介绍的监控系统中，定位算法主要是基于信号强度测距法RSSI（Received Signal Strength Indicator），在已知发射功率的情况下，在接收点测量接收功率，通过测量接收到的信号强度可以推算出井下移动物体到蓝牙基站的距离，计算传播损耗，使用理论和经验的信号传播模型将传播损耗转化为距离。得到移动终端与蓝牙基站之间的大概距离后，采用三边测距法计算出移动终端的位置。三边计算的理论依据是，在三维空间中，知道了一个DTE设备到三个BS的距离来确定该点的坐标。三边测距法在二维平面上用几何图形表示出来的意义是：当得到未知节点到一个锚节点的距离时，就可以确定此未知节点在以此锚节点为圆心、以距离为半径的圆上；得到未知节点到3个锚节点的距离时，3个圆的交点就是未知节点的位置。如图1所示。
3 系统介绍
3.1 系统组成
煤矿井下人员定位系统是集计算机软硬件、信息采集处理、蓝牙、网络数据通讯、GIS等技术多学科综合应用为一体的定位信息技术，该系统是通过对坑道远距离移动目标进行非接触式信息采集处理，实现对人、物在不同状态（移动、静止）下的定位从而实现目标的自动化管理。
系统分为地面监测和井下蓝牙定位监测两部分。地面监测部分由Web地图应用服务器、数据库服务器、远程数据采
