發(fā)布時(shí)間：2021-07-23 15:19

　　溜井是礦山生產(chǎn)中礦巖運(yùn)輸?shù)闹匾b置,在使用過程中常出現(xiàn)變形、失穩(wěn)和垮塌等嚴(yán)重問題,給礦山企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。為保證礦山溜井能夠連續(xù)、穩(wěn)定的投入生產(chǎn)使用,研究溜井內(nèi)礦石運(yùn)動(dòng)特征對礦業(yè)生產(chǎn)的安全運(yùn)行具有重要意義。文中采用無線定位技術(shù)研究實(shí)現(xiàn)了溜井內(nèi)礦石運(yùn)動(dòng)特征的檢測,主要工作包括:研究了超寬帶技術(shù)在復(fù)雜環(huán)境下的定位特性,從理論上論證了超寬帶（Ultra Wide-band,UWB）定位適合作為溜井檢測的技術(shù)手段。由于接收信號強(qiáng)度（Received Signal Strength Indication,RSSI）定位技術(shù)易受外界環(huán)境干擾,定位精度較差;信號到達(dá)角度（Angle Of Arrival,AOA）定位技術(shù)需要布置天線陣列且不適合在多路徑密集的環(huán)境下應(yīng)用;而到達(dá)時(shí)間差（Time Difference Of Arrival,TDOA）定位技術(shù)能夠充分利用UWB信號穿透能力強(qiáng)、抗多路徑和高時(shí)間分辨率等優(yōu)點(diǎn),具有較高的定位精度。研究對比到達(dá)時(shí)間法（Time Of Arrival,TOA）以及飛行時(shí)間方法（Time of Flight,TOF）定位技術(shù)原理,總結(jié)出基于飛行時(shí)間的測距方法能... 

【文章來源】：遼寧科技大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

溜井

遼寧科技大學(xué)碩士學(xué)位論文9用如下表達(dá)式表示：%20CLHfff（2.1）或者：LHMHzff500（2.2）式中fH、fL分別為峰值功率下降10dB時(shí)所對應(yīng)的高端頻率和低端頻率。fC表示中心頻率，fC=（fH-fL）/2。FCC對UWB系統(tǒng)的輻射譜密度進(jìn)行了嚴(yán)格限制，規(guī)定了其有效全向發(fā)射功率（EffectiveIsotropicRadiatedPower,EIRP）不能大于-41.3dBm/MHz，以保證其對相同場所的其他通信系統(tǒng)不會造成干擾或影響。如下圖2.1所示為超寬帶技術(shù)與其他各類定位技術(shù)的功率對比圖，根據(jù)圖片信息很容易得出UWB技術(shù)是頻譜最寬，并且輻射譜密度最低的定位技術(shù)。圖2.1不同定位技術(shù)頻譜對比圖Fig.2.1Spectrumcomparisonofvariouspositioningtechniques2.2.2超寬帶定位系統(tǒng)超寬帶系統(tǒng)一般分為兩大類：脈沖超寬帶系統(tǒng)（IR-UWB）以及多載波超寬帶系統(tǒng)（MC-UWB）[37]。由于第一類系統(tǒng)工作中發(fā)送和接受的都是占空比極窄的脈沖序列信號，并且是將超寬帶信號調(diào)制到脈沖上發(fā)送出去，而不是通過調(diào)制載波。因此在傳輸過程中可能會改變發(fā)射功率，但是對其信號頻譜位置不會造成

2.無線定位技術(shù)及其相關(guān)理論10影響，所以在大多數(shù)情況下IR-UWB是超寬帶系統(tǒng)的主要選擇。超寬帶定位系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)組成主要分為三部分：有待測目標(biāo)攜帶的移動(dòng)標(biāo)簽、已知位置的定位基站以及中央處理系統(tǒng)[38]，如下圖2.2所示。圖2.2超寬帶定位系統(tǒng)Fig.2.2UltraWidebandPositioningsystem（1）移動(dòng)標(biāo)簽：在實(shí)現(xiàn)定位系統(tǒng)定位功能的過程中，移動(dòng)標(biāo)簽需要在整個(gè)定位系統(tǒng)的信號檢測覆蓋范圍內(nèi)，移動(dòng)標(biāo)簽自身可以發(fā)射UWB信號，也能反射來自定位基站的信號。具備信號發(fā)射功能的標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)需要復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)以滿足UWB信號發(fā)射要求，僅實(shí)現(xiàn)反射功能的標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)在工作原理上則相當(dāng)于一個(gè)有源射頻模塊。（2）定位基站：根據(jù)檢測目標(biāo)的活動(dòng)范圍布置定位基站的空間位置，故而在整個(gè)待測區(qū)域的笛卡爾坐標(biāo)系下定位基站的位置是已知的，并且系統(tǒng)所需基站數(shù)量由所搭建的區(qū)域類型決定，一般三維空間測量環(huán)境下要求基站數(shù)量m≥4。（3）中央處理系統(tǒng)：定位基站會按一定時(shí)間間隔向中央處理系統(tǒng)發(fā)送檢測到的時(shí)間、信號強(qiáng)度等相關(guān)信息，中央處理器按照既定算法結(jié)算出移動(dòng)標(biāo)簽的坐標(biāo)位置信息。UWB系統(tǒng)在工作時(shí)通過兩種數(shù)據(jù)交換方式實(shí)現(xiàn)定位功能，移動(dòng)標(biāo)簽和定位基站都具備信號收發(fā)功能。當(dāng)定位基站發(fā)射脈沖信號后，移動(dòng)標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)檢測到該信號并對其進(jìn)行能量補(bǔ)償，再將信號發(fā)送回定位基站，在這個(gè)過程中移動(dòng)標(biāo)簽不會提取信號里面的信息，只是在接收到目標(biāo)信號后對其進(jìn)行信號放大處理再重新發(fā)送給定位基站。另外一種工作方式，移動(dòng)標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)發(fā)送定位所需的脈沖信號，定位基站接收到該信號后來獲取定位所需的信息。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]基于UWB的室內(nèi)定位系統(tǒng)研制[D]. 唐路.東南大學(xué) 2018
[3]基于UWB的應(yīng)急演練中定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張希明.西南石油大學(xué) 2016
[4]金山店鐵礦主溜井內(nèi)礦石運(yùn)移及井壁磨損特征研究[D]. 王其飛.武漢科技大學(xué) 2015
[5]基于二次變頻技術(shù)的UWB無線電光調(diào)制系統(tǒng)的研究[D]. 熊煜.電子科技大學(xué) 2012



本文編號：3299540