本文關(guān)鍵詞：基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的井下人員定位技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前,國(guó)內(nèi)煤礦普遍采用區(qū)域人員定位系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)井下工作人員的活動(dòng)定位。但由于精度不高,僅能判斷工作人員的活動(dòng)區(qū)域,因而發(fā)揮的作用有限。因此,煤礦井下精確定位技術(shù)成為研究的熱點(diǎn)。研究煤礦井下精確人員定位系統(tǒng),可及時(shí)掌握礦工工作軌跡,并對(duì)災(zāi)難發(fā)生后救援與人員自救具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義�；赯igBee技術(shù),本課題主要進(jìn)行了以下工作:針對(duì)ZigBee分布式地址分配機(jī)制的不足,限制了加入網(wǎng)絡(luò)的井下工作人員數(shù)量,導(dǎo)致因井下工作人員攜帶的未知節(jié)點(diǎn)設(shè)備不能加入網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生井下少數(shù)人員定位信息遺漏的現(xiàn)象,研究出密集區(qū)人員入網(wǎng)算法,從選擇合適的轉(zhuǎn)移節(jié)點(diǎn)角度出發(fā),對(duì)已有CIM算法進(jìn)行改進(jìn),改善遺漏人員位置信息的現(xiàn)象。在研究基于測(cè)距和非測(cè)距的定位算法基礎(chǔ)上,分析出采用RSSI技術(shù)的算法容易受環(huán)境因素影響。為了使定位算法適應(yīng)井下復(fù)雜環(huán)境,構(gòu)建一種適應(yīng)環(huán)境的RSSI測(cè)距模型EADM,用于確定實(shí)際的環(huán)境參數(shù)。為了提高算法的精確度,給出基于路徑衰減參數(shù)的加權(quán)似然估計(jì)的定位算法,對(duì)極大似然算法進(jìn)行了改進(jìn)。在主巷道區(qū),礦工人員經(jīng)常密集工作。針對(duì)距離很近的工作人員之間通信很可能出現(xiàn)信號(hào)沖突問(wèn)題,本文采用組團(tuán)協(xié)議解決這個(gè)問(wèn)題。對(duì)比WSN通訊技術(shù)性能,針對(duì)復(fù)雜多變的礦井環(huán)境,選用ZigBee無(wú)線技術(shù)實(shí)現(xiàn)煤礦主巷道區(qū)域的人員定位系統(tǒng)。根據(jù)人員定位系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)設(shè)備的功能,以及定位系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)設(shè)備的硬件組成結(jié)構(gòu),采用CC2530芯片為定位系統(tǒng)的核心處理器模塊。在IAR Embedded Workbench的集成環(huán)境下完成各類(lèi)節(jié)點(diǎn)的功能編寫(xiě)和流程設(shè)計(jì),在演示軟件模型中展示實(shí)時(shí)定位多個(gè)人員位置的功能,在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下驗(yàn)證了定位算法的可行性及定位算法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：井下人員定位 分布式地址分配機(jī)制 RSSI測(cè)距 EADM模型
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TD76;TN92
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 課題的研究背景及研究意義10
• 1.2 煤礦井下人員定位系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 國(guó)外煤礦井下人員定位系統(tǒng)的研究10-11
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)煤礦井下人員定位系統(tǒng)的研究11-12
• 1.3 課題研究的工作及章節(jié)安排12-14
• 1.3.1 課題研究的主要內(nèi)容12-13
• 1.3.2 章節(jié)安排13-14
• 第2章 ZigBee網(wǎng)絡(luò)技術(shù)14-19
• 2.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的比較14-15
• 2.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)技術(shù)15-16
• 2.2.1 ZigBee網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展15-16
• 2.2.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的特點(diǎn)16
• 2.3 ZigBee協(xié)議棧16-17
• 2.4 IEEE802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)17-18
• 2.4.1 IEEE802.15.4 協(xié)議準(zhǔn)則的物理層（PHY）17
• 2.4.2 IEEE802.15.4 協(xié)議準(zhǔn)則的媒體接入控制層（MAC）17-18
• 2.5 ZigBee協(xié)議18
• 2.5.1 ZigBee協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)層（NWK）18
• 2.5.2 ZigBee協(xié)議的應(yīng)用層（APL）18
• 2.6 本章小結(jié)18-19
• 第3章 ZigBee無(wú)線定位技術(shù)19-31
• 3.1 ZigBee定位技術(shù)19-21
• 3.1.1 節(jié)點(diǎn)的分類(lèi)19
• 3.1.2 定位算法的分類(lèi)19-20
• 3.1.3 節(jié)點(diǎn)定位算法的性能標(biāo)準(zhǔn)20-21
• 3.1.4 節(jié)點(diǎn)定位計(jì)算的步驟21
• 3.2 基于距離的測(cè)距定位算法21-27
• 3.2.1 基于距離的測(cè)距定位技術(shù)21-24
• 3.2.2 基于距離的定位計(jì)算方法24-27
• 3.3 非基于距離的定位算法27-30
• 3.3.1 質(zhì)心算法27-28
• 3.3.2 DV-Hop算法28-29
• 3.3.3 APIT算法29
• 3.3.4 Amorphous算法29-30
• 3.4 煤礦井下人員定位算法的選取30
• 3.5 本章小結(jié)30-31
• 第4章 密集區(qū)人員入網(wǎng)算法的研究31-44
• 4.1 引言31-32
• 4.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)32-33
• 4.2.1 ZigBee設(shè)備類(lèi)型32
• 4.2.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)32
• 4.2.3 ZigBee分布式地址分配32-33
• 4.3 ZigBee節(jié)點(diǎn)連接過(guò)程33
• 4.4 孤立點(diǎn)產(chǎn)生的原因33-34
• 4.5 ZigBee網(wǎng)絡(luò)中孤立點(diǎn)的入網(wǎng)算法34-40
• 4.5.1 轉(zhuǎn)移節(jié)點(diǎn)的相關(guān)描述34-36
• 4.5.2 選擇算法36-37
• 4.5.3 交換算法37-39
• 4.5.4 算法的復(fù)雜度39-40
• 4.6 仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析40-43
• 4.6.1 場(chǎng)景設(shè)置40
• 4.6.2 結(jié)果分析40-43
• 4.7 本章小結(jié)43-44
• 第5章 井下人員定位算法44-59
• 5.1 影響井下通信質(zhì)量的因素44-45
• 5.1.1 信號(hào)衰減44-45
• 5.1.2 電磁干擾45
• 5.1.3 信號(hào)沖突45
• 5.1.4 其他因素45
• 5.2 適應(yīng)特定環(huán)境的測(cè)距模型45-49
• 5.2.1 測(cè)距模型45-46
• 5.2.2 測(cè)距模型的環(huán)境參數(shù)46-48
• 5.2.3 建立適應(yīng)環(huán)境的測(cè)距模型EADM48-49
• 5.2.4 確定適應(yīng)環(huán)境下的環(huán)境參數(shù)49
• 5.3 基于路徑衰減參數(shù)的加權(quán)似然估計(jì)定位算法49-54
• 5.3.1 確定加權(quán)值49-50
• 5.3.2 加權(quán)似然估計(jì)算法50-54
• 5.4 信號(hào)沖突減免機(jī)制54-58
• 5.4.1 組團(tuán)協(xié)議54-55
• 5.4.2 RSSI相似度55-56
• 5.4.3 仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析56-58
• 5.5 本章小結(jié)58-59
• 第6章 煤礦井下人員定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)59-71
• 6.1 基于ZigBee技術(shù)的人員定位系統(tǒng)構(gòu)建59
• 6.2 定位系統(tǒng)的硬件組成59-63
• 6.2.1 網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)61-62
• 6.2.2 參考節(jié)點(diǎn)62
• 6.2.3 未知節(jié)點(diǎn)62-63
• 6.3 定位系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)63-69
• 6.3.1 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境63-64
• 6.3.2 網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)64-65
• 6.3.3 參考節(jié)點(diǎn)65-66
• 6.3.4 未知節(jié)點(diǎn)66-68
• 6.3.5 定位系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)68-69
• 6.4 本章小結(jié)69-71
• 第7章 總結(jié)與展望71-73
• 7.1 總結(jié)71
• 7.2 展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-79
• 致謝79-80
• 攻讀碩士期間取得的研究成果80-81

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本文編號(hào)：338358