本文關(guān)鍵詞：井下異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡定位算法研究

  更多相關(guān)文章： 井下巷道 異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡 DV-HOP MCL 選擇因子 定位誤差

【摘要】：隨著經(jīng)濟的發(fā)展,安全生產(chǎn)成為了煤礦企業(yè)當前最為重視的問題,而安全生產(chǎn)中最重要的環(huán)節(jié)就是井下環(huán)境的監(jiān)測與人員定位。在礦井發(fā)生事故時因不能有效地對事故位置和人員進行準確定位,而延誤緊急救援的現(xiàn)象時有發(fā)生。越來越多的企業(yè)應用無線傳感器網(wǎng)絡進行礦井環(huán)境的監(jiān)測與人員定位。但由于井下巷道環(huán)境復雜,地面上的無線傳感器網(wǎng)絡定位算法無法直接應用于其中。有必要在詳細研究井下巷道空間結(jié)構(gòu)及與之適應的拓撲結(jié)構(gòu)基礎上,結(jié)合分析傳統(tǒng)定位算法的特點與不足,研究設計滿足礦井環(huán)境需要的井下無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點定位算法。 要實現(xiàn)礦井傳感器節(jié)點定位,必須要研究井下巷道的傳感器網(wǎng)絡拓撲關(guān)系,進而建立定位模型。本文給出了描述井下巷道的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的方法,并重點研究了巷道彎曲、轉(zhuǎn)折等情形的線性化方法。因電磁波在井下環(huán)境中損耗情況與自由空間有所不同,通過分析幾種常見無線信號傳輸耗損模型得知：屏蔽模型考慮了實際信道對無線電磁波傳輸?shù)挠绊?因此更能適應井下復雜環(huán)境的需要。 結(jié)合井下無線傳感器網(wǎng)絡中的異構(gòu)性,分析了現(xiàn)有的典型定位算法的優(yōu)點和局限性。針對井下巷道特殊環(huán)境和異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡特點而提出一種改進的DV-HOP固定節(jié)點定位算法和一種基于蒙特卡羅移動節(jié)點定位算法(MCL)的改進算法。 DV-HOP改進固定節(jié)點定位算法根據(jù)井下節(jié)點分布不均勻和平均跳距之間的偏差度對定位精度的影響,來劃分節(jié)點通信區(qū)域,在選取跳數(shù)和平均跳距的過程中均引入了一個篩選因子,從而得到更加精確的平均跳數(shù)和平均跳距,以達到提高定位精度目的。仿真結(jié)果表明：該方案能有效提高DV-HOP算法定位精度,更加適合井下彎曲復雜場景的定位。 而蒙特卡羅移動節(jié)點改進算法是根據(jù)井下節(jié)點移動情況建立合適的移動模型,結(jié)合井下巷道的特點,將區(qū)域劃分這一思想引入到蒙特卡羅算法中來,利用節(jié)點通信半徑的關(guān)系來提高算法的濾波精度,從而達到提高定位精度的目的。仿真結(jié)果表明,在節(jié)點移動速度一定時,改進的蒙特卡羅算法定位精度比傳統(tǒng)算法精度要高,適合井下移動節(jié)點的定位。
【關(guān)鍵詞】：井下巷道 異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡 DV-HOP MCL 選擇因子 定位誤差
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TD76;TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 課題研究背景及意義9
• 1.2 論文主要研究內(nèi)容9-10
• 1.3 井下定位技術(shù)及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.4 結(jié)構(gòu)安排12-14
• 第二章 井下巷道模型14-23
• 2.1 井下空間模型14-18
• 2.2 井下無線傳輸損耗模型18-21
• 2.2.1 自由空間損耗模型19-20
• 2.2.2 屏蔽模型20
• 2.2.3 信號衰落模型20-21
• 2.3 本章小結(jié)21-23
• 第三章 無線傳感器網(wǎng)絡及定位技術(shù)23-38
• 3.1 無線傳感器網(wǎng)絡簡介23-25
• 3.1.1 WSN網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)及特點23-24
• 3.1.2 異構(gòu)WSN網(wǎng)絡24-25
• 3.2 WSN定位原理25-36
• 3.2.1 基于測距的定位算法26-28
• 3.2.2 典型定位計算法方法28-31
• 3.2.3 基于非測距的定位算法31-35
• 3.2.4 移動節(jié)點定位算法35-36
• 3.3 定位算法性能評價36-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第四章 井下異構(gòu)WSN定位算法的改進38-45
• 4.1 引言38
• 4.2 DV-HOP算法誤差分析38-39
• 4.3 井下DV-HOP定位算法改進39-43
• 4.4 算法仿真43-44
• 4.5 本章小結(jié)44-45
• 第五章 井下蒙特卡羅移動節(jié)點定位算法改進應用45-51
• 5.1 引言45
• 5.2 蒙特卡羅定位算法45-47
• 5.2.1 蒙特卡羅定位算法過程45-47
• 5.2.2 蒙特卡羅定位算法的不足47
• 5.3 井下蒙特卡羅定位算法的改進應用47-49
• 5.4 算法仿真49-50
• 5.5 本章小結(jié)50-51
• 第六章 總結(jié)與展望51-53
• 6.1 本文總結(jié)51
• 6.2 后續(xù)研究展望51-53
• 參考文獻53-56
• 致謝56-57
• 攻讀學位期間的研究成果57

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 高雷;鄭相全;張鴻;;無線傳感器網(wǎng)絡中一種基于三邊測量法和質(zhì)心算法的節(jié)點定位算法[J];重慶工學院學報(自然科學版);2009年07期

2 孫彥景;錢建生;武金磊;羅云國;;基于WSN地下無人采煤安全監(jiān)測系統(tǒng)的研究[J];傳感技術(shù)學報;2007年11期

3 趙清華;劉少飛;張朝霞;張瑋;王華奎;;一種無需測距節(jié)點定位算法的分析和改進[J];傳感技術(shù)學報;2010年01期

4 薛霞;孫勇;;監(jiān)測煤礦的一種無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點定位算法[J];傳感器與微系統(tǒng);2010年09期

5 張申;隧道無線電射線傳輸規(guī)律的研究[J];電波科學學報;2002年02期

6 吳立新,史文中,Christopher Gold;3D GIS與3D GMS中的空間構(gòu)模技術(shù)[J];地理與地理信息科學;2003年01期

7 張躍平,張文梅,鄭國莘,盛劍桓;預測隧道中傳播損耗的混合模型[J];電子學報;2001年09期

8 劉凱;余君君;譚立雄;;跳數(shù)加權(quán)DV-Hop定位算法[J];傳感技術(shù)學報;2012年11期

9 邱巖;趙沖沖;戴桂蘭;胡長軍;;無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點定位技術(shù)研究[J];計算機科學;2008年05期

10 劉艷文;王福豹;段渭軍;于超;;基于DV-Hop定位算法和RSSI測距技術(shù)的定位系統(tǒng)[J];計算機應用;2007年03期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉曉文;基于WSN的煤礦井下監(jiān)控網(wǎng)絡平臺關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國礦業(yè)大學;2009年

，

本文編號：1132872