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基于无线传感器网络的矿井人员定位系统研究

发布时间:2018-03-31 09:23

  本文选题:无线传感器网络 切入点:质心定位算法 出处:《合肥工业大学》2017年硕士论文


【摘要】:井下安全监控系统一方面可以保证井下物资调度的有序性,另一方面也对井下的安全生产起到了重要作用。井下定位系统作为井下安全监控系统中不可或缺的一部分,能够实现对井下工作人员位置的实时定位和跟踪。针对目前井下定位系统存在的定位精度差和通信可靠性低等问题,利用无线传感器网络技术,建立无线传感器网络,实时监测井下工作环境,实现对井下紧急情况的预警并处理,对于井下人员安全保障有着重要的意义。本文主要研究内容如下:(1)分析了井下定位系统结构与特点,建立了基于无线传感器的传输损耗参考模型,为井下定位算法的设计奠定基础。(2)研究了基于无线传感器网络的井下定位算法。利用无线传感器网络实时感知的位置信息,设计了基于卡尔曼滤波的质心定位算法,实现对井下工作人员实时定位与跟踪,并进行了仿真验证。(3)研究了提高系统通信可靠性的传输控制算法。针对井下定位系统中因数据量大而导致的通信可靠性低问题,设计了基于RBF神经网络的自适应滑模路由控制算法,该算法能够有效控制路由传输过程中缓冲区队列长度,减少数据在路由传输过程中数据丢失,有效提高了通信过程中路由数据的可靠传输,并进行了仿真验证。
[Abstract]:On the one hand, the downhole safety monitoring system can ensure the orderliness of the downhole material scheduling, on the other hand, it also plays an important role in the downhole safety production. The downhole positioning system is an indispensable part of the downhole safety monitoring system. Aiming at the problems of poor positioning accuracy and low communication reliability in the downhole positioning system, the wireless sensor network is established by using wireless sensor network technology. The real-time monitoring of underground working environment and the realization of early warning and handling of underground emergency situations are of great significance to the safety and security of downhole personnel. The main research contents of this paper are as follows: 1) the structure and characteristics of downhole positioning system are analyzed. The transmission loss reference model based on wireless sensor is established, which lays a foundation for the design of downhole location algorithm. The downhole location algorithm based on wireless sensor network is studied. The real-time sensing position information of wireless sensor network is used. The centroid location algorithm based on Kalman filter is designed, which can locate and track the underground workers in real time. The transmission control algorithm to improve the communication reliability of the system is studied. The problem of low communication reliability caused by the large amount of data in the downhole positioning system is studied. An adaptive sliding mode routing control algorithm based on RBF neural network is designed. The algorithm can effectively control the length of buffer queue and reduce data loss during routing transmission. The reliable transmission of routing data in communication process is improved effectively, and the simulation is carried out.
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP212.9;TN929.5

【参考文献】

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本文编号:1690120

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