本文關(guān)鍵詞：基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)木氯藛T定位

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【摘要】：我國(guó)豐富煤炭資源在可利用能源中占著很大的比重,但是我國(guó)煤炭資源開(kāi)采工作基本都在礦井下進(jìn)行,所以保證礦井下的安全生產(chǎn)工作就顯得尤為重要。由于國(guó)內(nèi)在監(jiān)控領(lǐng)域的研究起步較晚,很多系統(tǒng)還存著各種的不足和漏洞,因此設(shè)計(jì)可靠的井下監(jiān)控系統(tǒng)和提高人員定位算法精確度和穩(wěn)定性對(duì)煤礦生產(chǎn)安全有著重要意義。本文針對(duì)煤礦作業(yè)區(qū)域遠(yuǎn)離地表以及特殊環(huán)境影響定位算法精確度等狀況,主要進(jìn)行了以下研究?jī)?nèi)容:(1)針對(duì)RSSI算法在井下測(cè)距過(guò)程中出現(xiàn)誤差以及在定位過(guò)程中受到其他信號(hào)的干擾問(wèn)題,本文對(duì)采集的RSSI值進(jìn)行中值濾波處理,提高了測(cè)距的精確度。利用方向性天線測(cè)量節(jié)點(diǎn)間角度信息完成了定位小區(qū)間干擾協(xié)調(diào),過(guò)濾了其它信號(hào)干擾;在井下設(shè)置參考節(jié)點(diǎn)測(cè)試井下誤差比,在定位小區(qū)進(jìn)行一次測(cè)距后加上n組反向誤差,利用三邊算法計(jì)算出n組未知節(jié)點(diǎn)可能區(qū)域,對(duì)可能區(qū)域進(jìn)行重疊部分標(biāo)記,縮小了定位范圍。與經(jīng)典算法對(duì)比提高了定位精確度和穩(wěn)定性,尤其是定位小區(qū)邊緣效果明顯。(2)對(duì)于井下某些節(jié)點(diǎn)沒(méi)電或因?yàn)樾》秶鹿蕦?dǎo)致節(jié)點(diǎn)壞死的情況,本文提出了兩邊定位算法在該應(yīng)急情況下進(jìn)行大概的定位;在質(zhì)心算法中加入節(jié)點(diǎn)間距離的影響因子,以此來(lái)比較參考節(jié)點(diǎn)對(duì)定位的影響大小,提高了定位的準(zhǔn)確度。(3)定位整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用井上計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和井下ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊結(jié)合的模式,井下無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通過(guò)CAN總線把井下數(shù)據(jù)信息傳輸至井上監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)督和管理,提高了井下生產(chǎn)安全系數(shù)。在Mat lab環(huán)境下對(duì)改進(jìn)后的算法進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明改進(jìn)后算法定位精確度和穩(wěn)定性得到了很大的提高。在節(jié)點(diǎn)間通信實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證了節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)通信功能穩(wěn)定可靠。
【關(guān)鍵詞】：定位系統(tǒng)設(shè)計(jì) ZigBee技術(shù) RSSI算法 定位小區(qū) CC2530
【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
• ABSTRACT5-9
• 第一章 引言9-13
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)10
• 1.3 井下人員定位技術(shù)概述10-11
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排11-13
• 第二章 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)13-24
• 2.1 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的比較與選取13-14
• 2.2 ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)簡(jiǎn)介14-18
• 2.2.1 ZigBee的技術(shù)特點(diǎn)16-17
• 2.2.2 ZigBee協(xié)議構(gòu)架17-18
• 2.3 IEEE 802.15.4 協(xié)議設(shè)備類(lèi)型18-20
• 2.3.1 ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備角色19
• 2.3.2 ZigBee自組網(wǎng)方式19-20
• 2.4 ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)20-22
• 2.5 ZigBee設(shè)備間數(shù)據(jù)通信22-23
• 2.5.1 CSMA-CA載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)22-23
• 2.5.2 信標(biāo)（Beacon）VS非信標(biāo)（Nonbeacon）網(wǎng)絡(luò)23
• 2.6 本章小結(jié)23-24
• 第三章 井下人員定位算法研究與改進(jìn)24-39
• 3.1 井下定位簡(jiǎn)介24
• 3.2 定位算法分類(lèi)24-28
• 3.2.1 礦井下常用定位算法24-26
• 3.2.2 節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算方法26-28
• 3.3 井下基于RSSI定位算法改進(jìn)28-35
• 3.3.1 井下定位小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)29-31
• 3.3.2 區(qū)分小區(qū)后基于RSSI測(cè)距優(yōu)化31-33
• 3.3.3 三邊定位算法優(yōu)化33-35
• 3.4 應(yīng)急情況下的兩邊定位算法35-37
• 3.5 質(zhì)心算法改進(jìn)37-38
• 3.6 本章小結(jié)38-39
• 第四章 定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真測(cè)試39-55
• 4.1 系統(tǒng)組成39-43
• 4.1.1 定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)39-40
• 4.1.2 井上控制系統(tǒng)40
• 4.1.3 井下數(shù)據(jù)采集、定位系統(tǒng)40-43
• 4.2 ZigBee芯片43-46
• 4.2.1 芯片選擇43-44
• 4.2.2 CC2530芯片簡(jiǎn)介44-45
• 4.2.3 ZigBee定位節(jié)點(diǎn)終端45-46
• 4.3 定位算法仿真和結(jié)果分析46-51
• 4.3.1 基于RSSI定位算法改進(jìn)仿真46-50
• 4.3.2 改進(jìn)質(zhì)心算法仿真50-51
• 4.4 Zig Bee無(wú)線通信測(cè)試51-54
• 4.4.1 節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)通信實(shí)驗(yàn)53-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 第五章 結(jié)論和展望55-56
• 5.1 工作總結(jié)55
• 5.2 展望55-56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 致謝59-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果60-61

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本文編號(hào)：707093