本文關鍵詞：煤礦救災機器人監(jiān)測系統(tǒng)設計及無線信道特性分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：煤礦事故的頻繁發(fā)生使得煤礦的安全生產(chǎn)受到極大關注。災難發(fā)生后,如何及時、準確地獲取災害現(xiàn)場各類信息,以便進行緊急救援、減少人員傷亡和財產(chǎn)損失是各國災后救援面臨的重大難題。伴隨著科學技術水平的提高,人們已經(jīng)研制出了可以在第一時間進入井下事故現(xiàn)場進行探測并傳回現(xiàn)場情況信息的救災機器人。本論文基于對井下受限空間中無線信道特性及數(shù)據(jù)傳輸?shù)难芯?以煤礦救災機器人和無線WIFI技術為主體,設計了一種煤礦救援機器人監(jiān)測系統(tǒng)。主要研究內容如下:首先,本文闡述了煤礦救援機器人和無線通信技術在礦井下應用的國內外現(xiàn)狀,提出了課題的來源及研究意義。通過對主流短距離無線通信技術性能的比較,得出了WIFI技術被應用于礦井的優(yōu)越性;并從電磁波的傳播原理和礦井內無線信道傳播特性分析進一步表明了WIFI技術在井下應用的可行性與可靠性。其次,運用最小二乘法對基于RSSI的路徑損耗模型進行改進。通過在該模型中X椉右桓霰硎徑嗑緞вΦ男拚蜃觮,并進行實際測量和數(shù)據(jù)的仿真對比分析,結果表明改進后的模型更加接近無線信號在礦井受限空間內傳播的實際情況。第三,設計了基于WIFI的煤礦救援機器人無線監(jiān)測系統(tǒng)。硬件上,主要由礦井頂板軌道、救援機器人、個人PC機、無線AP和各類探測終端設備節(jié)點組成;軟件上,利用常見的C/S(客戶端/服務器)模式進行實時通信,實現(xiàn)了監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸、轉發(fā)與存儲。最后,利用VS2010編寫生成綜合監(jiān)測界面,運行結果表明,監(jiān)控主機能將井下環(huán)境信息清晰、明確的顯示出來,系統(tǒng)達到了預期設計的目的,具有很好的應用前景和推廣價值。
【關鍵詞】：煤礦救災機器人 WIFI技術 無線信道 最小二乘法 MATLAB 數(shù)據(jù)傳輸
【學位授予單位】：河南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TD76;TP242
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 引言10-18
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 煤礦救援機器人國內外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 煤礦井下無線通信技術的國內外研究應用現(xiàn)狀12-13
• 1.3 802.11協(xié)議族/ WIFI技術標準13-15
• 1.4 論文結構安排15-18
• 2 系統(tǒng)無線通信技術和理論研究18-28
• 2.1 主流短距離無線通信技術18-21
• 2.1.1 ZigBee18
• 2.1.2 藍牙18-19
• 2.1.3 射頻識別（RFID）19
• 2.1.4 超寬帶（UWB）19-20
• 2.1.5 IrDA技術20-21
• 2.2 電磁波在礦井受限空間內的傳播特性21-25
• 2.2.1 麥克斯韋方程組和邊界條件21-23
• 2.2.2 拱形巷道中電磁波的傳輸特性23-25
• 2.3 本章小結25-28
• 3 礦井移動通信的無線信道特性研究28-40
• 3.1 礦井移動通信無線信道特性28-31
• 3.1.1 無線信道的基本概念28
• 3.1.2 電磁波在無線信道中的傳播28-31
• 3.1.3 無線信道的傳播模型31
• 3.2 基于RSSI的基本路徑損耗模型及其改進31-37
• 3.2.1 無線電波的傳輸空間31-32
• 3.2.2 基于RSSI的基本路徑損耗模型32-35
• 3.2.3 改進的基于RSSI的路徑損耗模型35-37
• 3.3 模型仿真對比分析37-38
• 3.4 本章小結38-40
• 4 基于WIFI的煤礦救援機器人無線監(jiān)測系統(tǒng)設計40-64
• 4.1 系統(tǒng)整體方案設計40-44
• 4.1.1 系統(tǒng)總體架構40-43
• 4.1.2 巷道結構設計43-44
• 4.2 井下無線網(wǎng)絡通信系統(tǒng)44-47
• 4.2.1 網(wǎng)絡通信模型44-45
• 4.2.2 系統(tǒng)組網(wǎng)方式45-46
• 4.2.3 井下無線AP接入點及節(jié)點部署原則46-47
• 4.3 系統(tǒng)硬件組成47-54
• 4.3.1 無線局域網(wǎng)的實現(xiàn)47-48
• 4.3.2 信息感知系統(tǒng)設計48-53
• 4.3.3 系統(tǒng)硬件部署53
• 4.3.4 系統(tǒng)網(wǎng)絡連接測試53-54
• 4.4 系統(tǒng)通信協(xié)議及數(shù)據(jù)傳輸54-56
• 4.4.1 TCP首部54-55
• 4.4.2 TCP協(xié)議的特點55-56
• 4.5 Windows Socket編程技術56-58
• 4.5.1 Windows Socket版本56
• 4.5.2 套接字56
• 4.5.3 基于TCP Socket的數(shù)據(jù)采集與傳輸56-57
• 4.5.4 系統(tǒng)軟件實現(xiàn)57-58
• 4.6 系統(tǒng)運行結果58-62
• 4.7 本章小結62-64
• 5 總結與展望64-66
• 5.1 總結64
• 5.2 展望64-66
• 參考文獻66-70
• 作者簡歷70-71
• 學位論文數(shù)據(jù)集71

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本文編號：271806