煤矿井下环境复杂,存在多种安全隐患。近年来我国煤矿事故频繁发生,造成重大人员伤亡和经济损失,现有的煤矿安全监控系统已经无法满足安全生产需要。无线传感器网络是集无线通讯、数据采集和信息处理功能于一体的新型分布式自组织数据采集网络,ZigBee技术是一种新兴的最具代表性的无线传感网络,具有统一技术标准和低成本、低功耗等特点。将ZigBee技术应用于煤矿安全监测,将有效地提高煤矿安全生产监控和管理水平。本文深入研究了ZigBee网络技术,分析了ZigBee技术的特点并与目前主要的射频(RFID)定位技术进行了全面比较,得出了将ZigBee技术应用于井下人员定位系统的可行性与优势。在此基础上分析了井下人员定位算法的特点和适用领域,通过对算法的研究,并结合煤矿井下的实际环境和定位要求,选择了基于RSSI的定位技术作为系统依托。系统以ZigBee无线网络与光纤以太网相结合的方式作为整体方案,井下工作面部分采用ZigBee无线网络实现井下工作人员的精确定位,井上和直井部分采用光以太网通信,该方案实现了将ZigBee无线设备与以太网连接的要求。本文介绍了系统的功能设备划分,并详细研究了系统硬件结构,包括定位分站、参考节点、定位节点及ZigBee无线模块和光以太网转换器的选择方案。软件开发以TI公司提供的Z-Stack协议栈为基础,详细研究了ZigBee网络设备的工作流程,给出了各类节点通信的实现方法。最后,本文在研制的系列节点基础之上构建了系统实验模型,利用Z-location定位监视软件对系统进行实验演示,通过实验证明,将ZigBee技术应用到煤矿井下人员定位系统,可以实现人员精确定位的要求,满足了工矿企业的实际需要,有较高的实用价值。