基于无线网络传输的井下人员定位

发布时间：2017-08-20 14:18

  本文关键词：基于无线网络传输的井下人员定位

  更多相关文章： 定位系统设计 ZigBee技术 RSSI算法 定位小区 CC2530

【摘要】：我国丰富煤炭资源在可利用能源中占着很大的比重,但是我国煤炭资源开采工作基本都在矿井下进行,所以保证矿井下的安全生产工作就显得尤为重要。由于国内在监控领域的研究起步较晚,很多系统还存着各种的不足和漏洞,因此设计可靠的井下监控系统和提高人员定位算法精确度和稳定性对煤矿生产安全有着重要意义。本文针对煤矿作业区域远离地表以及特殊环境影响定位算法精确度等状况,主要进行了以下研究内容:(1)针对RSSI算法在井下测距过程中出现误差以及在定位过程中受到其他信号的干扰问题,本文对采集的RSSI值进行中值滤波处理,提高了测距的精确度。利用方向性天线测量节点间角度信息完成了定位小区间干扰协调,过滤了其它信号干扰;在井下设置参考节点测试井下误差比,在定位小区进行一次测距后加上n组反向误差,利用三边算法计算出n组未知节点可能区域,对可能区域进行重叠部分标记,缩小了定位范围。与经典算法对比提高了定位精确度和稳定性,尤其是定位小区边缘效果明显。(2)对于井下某些节点没电或因为小范围事故导致节点坏死的情况,本文提出了两边定位算法在该应急情况下进行大概的定位;在质心算法中加入节点间距离的影响因子,以此来比较参考节点对定位的影响大小,提高了定位的准确度。(3)定位整体系统设计采用井上计算机监控系统和井下ZigBee无线网络传输模块结合的模式,井下无线网络通过CAN总线把井下数据信息传输至井上监控系统进行监督和管理,提高了井下生产安全系数。在Mat lab环境下对改进后的算法进行仿真实验,结果表明改进后算法定位精确度和稳定性得到了很大的提高。在节点间通信实验中验证了节点间的数据通信功能稳定可靠。
【关键词】：定位系统设计 ZigBee技术 RSSI算法 定位小区 CC2530
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD76;TN92
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 引言9-13
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究动态10
• 1.3 井下人员定位技术概述10-11
• 1.4 本文主要研究内容和结构安排11-13
• 第二章 无线网络通信技术13-24
• 2.1 无线网络技术的比较与选取13-14
• 2.2 ZigBee无线网络通信技术简介14-18
• 2.2.1 ZigBee的技术特点16-17
• 2.2.2 ZigBee协议构架17-18
• 2.3 IEEE 802.15.4 协议设备类型18-20
• 2.3.1 ZigBee网络设备角色19
• 2.3.2 ZigBee自组网方式19-20
• 2.4 ZigBee网络拓扑结构20-22
• 2.5 ZigBee设备间数据通信22-23
• 2.5.1 CSMA-CA载波侦听多路访问22-23
• 2.5.2 信标（Beacon）VS非信标（Nonbeacon）网络23
• 2.6 本章小结23-24
• 第三章 井下人员定位算法研究与改进24-39
• 3.1 井下定位简介24
• 3.2 定位算法分类24-28
• 3.2.1 矿井下常用定位算法24-26
• 3.2.2 节点坐标计算方法26-28
• 3.3 井下基于RSSI定位算法改进28-35
• 3.3.1 井下定位小区间干扰协调29-31
• 3.3.2 区分小区后基于RSSI测距优化31-33
• 3.3.3 三边定位算法优化33-35
• 3.4 应急情况下的两边定位算法35-37
• 3.5 质心算法改进37-38
• 3.6 本章小结38-39
• 第四章 定位系统设计与仿真测试39-55
• 4.1 系统组成39-43
• 4.1.1 定位系统设计39-40
• 4.1.2 井上控制系统40
• 4.1.3 井下数据采集、定位系统40-43
• 4.2 ZigBee芯片43-46
• 4.2.1 芯片选择43-44
• 4.2.2 CC2530芯片简介44-45
• 4.2.3 ZigBee定位节点终端45-46
• 4.3 定位算法仿真和结果分析46-51
• 4.3.1 基于RSSI定位算法改进仿真46-50
• 4.3.2 改进质心算法仿真50-51
• 4.4 Zig Bee无线通信测试51-54
• 4.4.1 节点间数据通信实验53-54
• 4.5 本章小结54-55
• 第五章 结论和展望55-56
• 5.1 工作总结55
• 5.2 展望55-56
• 参考文献56-59
• 致谢59-60
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果60-61

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 刘书如;冯媛;蔡增玉;;基于NS2的改善802.11b无线网络传输效果异常仿真研究[J];郑州轻工业学院学报(自然科学版);2012年06期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 孙建华;;IEEE802．11b协议在户外无线网络传输的应用与改进[A];2006年全国开放式分布与并行计算学术会议论文集（一）[C];2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 张程远;基于无线网络传输的井下人员定位[D];太原科技大学;2015年

，

本文编号：707093