基于Wi-Fi的煤矿井下人员定位技术研究

发布时间：2017-05-13 02:04

  本文关键词：基于Wi-Fi的煤矿井下人员定位技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：煤矿井下环境十分复杂恶劣,井下工作人员经常受瓦斯爆炸、顶板塌方、透水、火灾等安全事故威胁。特别在发生突发事故时,能够及时准确地获取井下人员位置信息,并指导井下人员逃生以及灾后救援,从而减少人员伤亡,对提高井下人员安全具有非常重大的现实意义。目前国内外专家对煤矿井下精确定位技术做了很多研究。由于Android平台具有支持组件的重用与替换、开源的WebKit引擎、丰富的开发环境、安全性高以及开发简单等特点,也得以迅速发展。因此,本文基于Android平台设计了煤矿井下人员定位系统,实现了信息上传、信息接收、信息查询以及人员定位等功能。本文通过对目前几种常用的无线定位技术进行比较,基于Wi-Fi的无线定位技术由于其组网方便、成本低廉、易于维护以及在突发事故发生时仍能保持正常通信等特性,已被广泛应用于煤矿井下通信,故本文选取无线Wi-Fi技术应用于规模较大的煤矿井下进行人员精确定位。通过比较基于RSSI的位置指纹定位算法与三边测量定位算法,得出前者定位精度优于后者,更适用于井下人员精确定位。结合基于距离与非距离定位算法优点,本文设计了一种AftK-R凸集井下定位算法。该算法利用卡尔曼滤波原理对信号强度进行滤波处理,去掉了环境噪声并抑制了信号的发散或丢失。针对NN算法不能找出待测点真正最近邻居缺点,提出最近邻居候选集合。并针对凸规划算法进行设计,设计了影响度、影响因子及相对影响因子公式,继而得到位置坐标公式,并计算出待测点位置坐标,从而实现高精度定位。通过多次仿真实验和模拟环境测试,AftK-R凸集定位算法比指纹算法定位误差小,较大的提高了人员定位精度,能较好的解决煤矿井下人员精确定位问题。
【关键词】：Wi-Fi Android 定位算法 位置指纹 凸规划 AftK-R凸集
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD76;TN92
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 煤矿井下人员定位系统研究现状11-13
• 1.2.2 无线人员定位算法研究现状13-14
• 1.3 课题研究内容14-15
• 1.4 论文结构安排15-18
• 2 基于Wi-Fi定位的相关技术18-38
• 2.1 Wi-Fi技术定位原理18-19
• 2.2 Wi-Fi技术介绍19-20
• 2.3 Wi-Fi技术与其它定位技术对比分析20-24
• 2.4 煤矿井下定位算法介绍24-36
• 2.4.1 基于距离的定位算法24-27
• 2.4.2 基于非距离的定位算法27-32
• 2.4.3 定位算法比较32-33
• 2.4.4 三种节点坐标计算方法33-36
• 2.5 定位算法性能评价标准36
• 2.6 本章小结36-38
• 3 一种Aft K-R凸集煤矿井下定位算法设计38-52
• 3.1 煤矿井下人员精确定位的重要性及特点38-40
• 3.2 影响煤矿井下定位的主要因素40-42
• 3.3 Aft K-R凸集井下定位算法设计42-51
• 3.3.1 定位算法思想设计42-43
• 3.3.2 利用卡尔曼滤波算法（Kalman Filter Algorithm）去噪43-45
• 3.3.3 Aft K-FG算法与F-Convex算法设计45-47
• 3.3.4 Aft K-R凸集定位算法设计47-51
• 3.4 本章小结51-52
• 4 煤矿井下Aft K-R凸集定位算法分析与定位系统研究52-66
• 4.1 煤矿井下Aft K-R凸集定位算法分析52-55
• 4.1.1 实际节点定位结果分析52-54
• 4.1.2 不同信标节点密度定位结果分析54-55
• 4.2 煤矿井下人员定位系统研究55-65
• 4.2.1 煤矿井下人员定位系统设计56-58
• 4.2.2 服务器端功能设计58-60
• 4.2.3 客户终端功能设计60-65
• 4.3 本章小结65-66
• 5 总结与展望66-68
• 5.1 工作总结66-67
• 5.2 工作展望67-68
• 参考文献68-72
• 作者简历72-74
• 学位论文数据集74

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1 邱理科;;煤矿井下人员定位系统原理及应用[J];煤矿现代化;2007年01期

2 李春民;;井下人员定位系统[J];现代职业安全;2010年02期

3 张树新;孙丽婉;郝秀美;;煤矿考勤与井下人员定位系统的设计与分析[J];硅谷;2010年07期

4 鹿剑;徐立军;郭亮;;煤矿井下人员定位系统的设计[J];工业控制计算机;2010年09期

5 吴晓卿;;新桥矿业公司井下人员定位系统进入实施阶段[J];化工矿物与加工;2011年08期

6 刘西青;;基于工作任务的构建煤矿井下人员定位系统的教学设计[J];山西煤炭管理干部学院学报;2011年04期

7 杨清花;;矿山井下人员定位系统[J];甘肃冶金;2012年02期

8 孙蓓;王立杰;黄国君;;基于蓝牙技术的井下人员定位管理系统[J];中国煤炭;2007年10期

9 刘瑞玲;景国勋;;煤矿井下人员定位系统研究[J];安全与环境工程;2008年04期

10 郭椺;李郴;郑岚;杨敏;徐元元;赵伟;;煤矿井下人员定位系统的现状和发展[J];江西煤炭科技;2008年02期

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1 李万仕;;煤矿井下人员定位系统在下沟矿的应用[A];第三届全国煤矿机械安全装备技术发展高层论坛暨新产品技术交流会论文集[C];2012年

2 王仁龙;;国内煤矿井下人员定位系统现状探讨[A];第3届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2008年

3 成红玉;;井下人员定位系统上位机监控软件的研究[A];煤矿自动化与信息化——第21届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨第3届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集（上册）[C];2011年

4 郭克震;;基于ZigBee的井下人员定位系统无线分站的研究[A];煤矿自动化与信息化——第21届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨第3届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集（上册）[C];2011年

5 刘斌;;基于ZigBee技术的井下人员定位网络系统[A];煤矿自动化与信息化——第21届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨第3届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集（上册）[C];2011年

6 解迎刚;尹根成;王志良;赵清有;;基于Supermap的二代井下人员定位系统及逃生路线规划研究[A];2009年中国智能自动化会议论文集（第三分册）[C];2009年

7 申婕;;基于ZigBee技术的井下人员定位系统读卡器的研究[A];煤矿自动化与信息化——第21届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨第3届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集（上册）[C];2011年

8 李海鹏;颜文婧;;基于ZigBee井下人员定位系统分站的研究[A];煤矿自动化与信息化——第21届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨第3届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集（上册）[C];2011年

9 侯晓宁;;基于ARM7的井下人员定位系统传输接口的研究[A];煤矿自动化与信息化——第21届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨第3届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集（上册）[C];2011年

10 陈旭昌;;基于RFID的煤矿井下人员定位与管理系统设计[A];第十七届全国煤矿自动化学术年会、中国煤炭学会自动化专业委员会学术会议论文集[C];2007年

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1 董泽民、常云亮;开滦井下人员定位系统全面投入运行[N];唐山劳动日报;2011年

2 ;贵阳推广煤炭产量监控和井下人员定位系统[N];经理日报;2007年

3 颜廷兵 曹国霞;山东肥城矿业白庄矿建成井下人员定位系统[N];中华新闻报;2008年

4 通讯员 田锋 王川;阜康市煤矿安装井下人员定位系统[N];昌吉日报;2008年

5 记者董泽民;开滦集团井下人员定位全方位覆盖[N];中国煤炭报;2011年

6 吕军 李菊红 李延山;为职工打造“护身符”[N];中国煤炭报;2009年

7 记者 张煜;东泰率先安装井下人员定位系统[N];六盘水日报;2008年

8 廖选勇;韦家沟煤矿井下人员定位系统投用[N];经理日报;2008年

9 马世骏;瑞典防矿难,用高科技武装到牙齿[N];新华每日电讯;2006年

10 本报记者 张蕾;井下定位系统的应用是实现科技兴安的必由之路[N];中华合作时报;2009年

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1 赵正杰;基于无线传感网络的井下人员定位和瓦斯监测关键技术研究[D];中北大学;2013年

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1 张晶;基于RFID的井下人员定位技术研究[D];河北联合大学;2014年

2 谭浩;基于Zigbee井下人员定位系统构建与开发[D];西安工业大学;2015年

3 刘仕磊;翟镇煤矿井下人员定位跟踪管理系统的设计与实现[D];山东大学;2015年

4 王龙;基于航迹推算的井下人员定位关键算法研究[D];中国矿业大学;2015年

5 孟凯;基于LonWorks的兴隆矿井下人员定位系统的设计与应用[D];电子科技大学;2013年

6 石磊;煤矿井下人员定位系统设计与实现[D];电子科技大学;2014年

7 董蕾;赵楼煤矿井下人员定位识别系统设计与实现[D];电子科技大学;2015年

8 邓凯伦;井下人员定位系统的研究[D];西安工程大学;2015年

9 涂序枝;煤矿井下人员定位及管理系统的应用研究[D];东华理工大学;2015年

10 刘学先;煤矿井下人员定位及环境监测系统的设计与实现[D];东北大学;2014年

  本文关键词：基于Wi-Fi的煤矿井下人员定位技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：361319