基于无线传感器网络的瓦斯监测系统的定位技术的研究

发布时间：2017-09-12 09:18

  本文关键词：基于无线传感器网络的瓦斯监测系统的定位技术的研究

  更多相关文章： 三边定位 瓦斯浓度监测 无线传感器网络

【摘要】：我国煤炭资源丰富,但是由于煤炭的开采必须在地下进行,工作环境恶劣,这就使得煤矿安全生产变的更加困难。近些年来,我国的煤矿安全事故经常发生,且呈上升趋势,伤亡人数和财产损失之大,让人触目惊心。频发事故对煤矿生产和预防救援提出了严峻的挑战。因此,建立智能化的安全监控系统对煤矿安全生产进行长期实时检测,制定切实可行的救援和预防预案,对减少煤矿事故的人员伤亡和财产损失具有非常重要的现实意义。首先,传统的煤矿安全检测系统一般采用有线接入的方式,然而这些有线的安全检测系统需要部署昂贵的通信电缆,而且当事故发生时这些设备将无法正常工作。为了解决这些问题,本文利用无线传感器网络技术,以无线传输的方式设计了一种煤矿瓦斯的监控系统,并对建立系统过程中的关键技术进行了研究。研究了无线传感器网络中数据融合处理方法。该系统将无线传感器节点部署在矿井下,节点将周围环境中采集的信息经过自组织网络传输给汇聚节点,汇聚节点经过有线网络传输到地面的监控中心。其次,本文针对煤矿事故中主要是因为瓦斯浓度过高造成的情况,应用无线传感器网络结构设计了无人值守的瓦斯浓度实时检测和智能预警系统。该系统应用于瓦斯检测,无线传感器节点具有体积小、成本低、操作方便的特点。介绍了无线传感器网络的体系结构,并结合基本结构设计了适合煤矿环境中的网络体系结构。最后,对无线传感器网络中的定位算法进行了简要分析,并根据传统的定位算法从数学角度分析设计出了基于三边定位的高精度的定位算法,将该算法与传统算法在MATLAB上进行仿真比较。
【关键词】：三边定位 瓦斯浓度监测 无线传感器网络
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD712;TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 论文的研究背景和意义10-11
• 1.2 瓦斯监测系统国内外研究现状11-13
• 1.2.1 国内瓦斯监控系统发展现状11-12
• 1.2.2 国外瓦斯监控系统发展现状12-13
• 1.3 存在的问题13-14
• 1.4 论文主要研究内容和各章节安排14-15
• 第2章 无线传感器网络15-25
• 2.1 无线传感器网络(WSN)的概念15-16
• 2.2 无线传感器节点的结构16-19
• 2.2.1 无线传感器节点的硬件结构16
• 2.2.2 无线传感器的协议栈16-18
• 2.2.3 基于数据融合技术的协议栈18-19
• 2.3 无线传感器的网络特征19
• 2.4 无线传感器的网络应用19-20
• 2.5 无线传感器网络的核心技术20-24
• 2.5.1 无线传感器网络拓扑控制20-21
• 2.5.2 数据融合21-24
• 2.6 本章小结24-25
• 第3章 煤矿瓦斯监测系统的设计方案25-31
• 3.1 煤矿瓦斯监测系统的设计目标25-26
• 3.2 煤矿瓦斯监测系统的设计方案26-28
• 3.3 煤矿瓦斯监测系统网络体系结构的设计28-30
• 3.4 本章小结30-31
• 第4章 无线传感器网络的定位技术31-41
• 4.1 无线传感器网络定位技术概述31-35
• 4.1.1 无线传感器网络定位技术概念31-32
• 4.1.2 计算节点位置信息的基本方法32-35
• 4.1.3 无线传感器网络中定位算法的设计目标35
• 4.2 定位算法的分类35-39
• 4.2.1 基于RSSI的定位算法36-37
• 4.2.2 基于TDOA的定位算法37
• 4.2.3 质心算法37-38
• 4.2.4 DV-Hop算法38-39
• 4.2.5 APIT算法39
• 4.3 定位技术的应用39-40
• 4.4 本章小结40-41
• 第5章 一种改进的基于三边测距的定位算法41-51
• 5.1 基本的三边测距方法42-43
• 5.2 改进的三边测距方法43-45
• 5.2.1 数学模型中的问题43
• 5.2.2 改进三边测距方法的证明43-45
• 5.3 仿真实验45-50
• 5.3.1 实验设置45
• 5.3.2 实验结果分析45-50
• 5.4 本章小结50-51
• 结论51-53
• 参考文献53-57
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果57-58
• 致谢58-59
• 作者简介59

【引证文献】

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 王建国;;我国煤矿安全科技现状及发展方向[A];中国科协2005年学术年会第20分会场论文集[C];2005年

，

本文编号：836357