發(fā)布時間：2021-08-20 17:07

　　煤礦開采過程中巷道工作環(huán)境復(fù)雜多變,無法直接使用現(xiàn)有的室內(nèi)定位技術(shù)準(zhǔn)確獲取井下人員的位置信息,尤其是發(fā)生礦難后,營救人員無法準(zhǔn)確獲取被困人員的位置信息導(dǎo)致救援工作難以實施,因此優(yōu)化一種高精度的井下人員定位算法具有非常重要的意義。論文以ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為信息采集與傳輸媒介,對井下人員定位展開研究。針對傳統(tǒng)定位算法在井下環(huán)境中定位精度的不足,提出了一種改進(jìn)的適合用于井下環(huán)境的人員定位控制算法,并驗證了其可行性。首先對基于測距的定位算法與非測距的定位算法進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)將RSSI測距的定位算法和質(zhì)心定位算法結(jié)合,通過找到一種最優(yōu)權(quán)值即可提高定位精度,然后對如何找尋最優(yōu)權(quán)值進(jìn)行了研究。由于在實際環(huán)境中使用RSSI原理測距時會受到噪聲因素以及環(huán)境衰減因子Jn的影響,所以論文利用卡爾曼濾波算法降低噪聲因素對RSSI值的影響,并且構(gòu)建了一種環(huán)境模型可計算出當(dāng)前環(huán)境的衰減因子n值來消除對RSSI測距精度的影響。該模型是采用四個參考節(jié)點利用ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)形式圍成的封閉區(qū)域,使用信號強(qiáng)度值與距離的關(guān)系計算出參考節(jié)點與移動目標(biāo)節(jié)點之間的距離,當(dāng)移動目標(biāo)節(jié)點每接收到兩個參考節(jié)點與自身... 

【文章來源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

我國能源結(jié)構(gòu)

西安科技大學(xué)全日制工程碩士學(xué)位論文6定位算法相結(jié)合可提高定位精度，而且還存在一定的改進(jìn)空間。本章對此算法進(jìn)行改進(jìn)研究，并通過MATLAB仿真出改進(jìn)后的定位算法與前人所提出算法的對比分析圖。驗證本文改進(jìn)算法的定位精度是否提高及算法復(fù)雜度是否降低。第五章搭建ZigBee開發(fā)環(huán)境，通過ZigBee實驗平臺對本論文所改進(jìn)的定位算法進(jìn)行驗證，在該平臺上利用本次改進(jìn)的算法實現(xiàn)人員的定位功能，完成一個小型的人員定位系統(tǒng)，最后在PC端顯示人員的定位效果。第六章總結(jié)展望。根據(jù)上述研究的內(nèi)容，論文的整體研究技術(shù)路線如圖1.2所示。圖1.2研究的技術(shù)路線

西安科技大學(xué)全日制工程碩士學(xué)位論文8圖2.1ZigBee的體系結(jié)構(gòu)ZigBee技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)的每層結(jié)構(gòu)的功能是：物理層(PHY)主要是定義了通信信道與通信接口，對物理無線信道和MAC之間的接口進(jìn)行控制管理，給物理層數(shù)據(jù)的處理提供服務(wù)，并且對下一層MAC層的接口進(jìn)行了處理，保證接口的正常鏈接，提供物理信號正常傳輸時的各種接口。媒體訪問控制層(MAC)主要是對一個節(jié)點與自身相鄰節(jié)點之間的正常通信提供保障，并且保證數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)母咝砸约胺�(wěn)定性，MAC層還有一個重要的功能就是對數(shù)據(jù)包的打包與分解，保證了每個數(shù)據(jù)在傳輸時的安全性，因此MAC層也是非常重要的一個分層結(jié)構(gòu)[28]。網(wǎng)絡(luò)/安全層主要是對ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的安全性以及在自組網(wǎng)的過程中保證高效安全的實現(xiàn)，保障了數(shù)據(jù)的安全傳輸和數(shù)據(jù)傳輸過程的完整性，同時也有加密管理數(shù)據(jù)的功能，確保數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^程中不會丟失。應(yīng)用層作為體系結(jié)構(gòu)的最頂層，是對該無線網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議棧以及各種規(guī)范給出定義，主要是對適合該無線網(wǎng)自身的協(xié)議棧與使用規(guī)范的描述，可根據(jù)設(shè)計目的和需求使多個模塊之間進(jìn)行通信，實現(xiàn)與現(xiàn)實的交互作用。2.2.1ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)礦井人員定位中離不開無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并且定位中需要在不同范圍內(nèi)調(diào)整不同網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)域，因此在定位過程中為結(jié)合實際應(yīng)用的需求，ZigBee技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要分為兩種結(jié)構(gòu)形式，分別是星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和對等網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但是對等網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)根據(jù)自身的特點又可以分為簇狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。ZigBee技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形式如2.2圖所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]智慧礦山信息化標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)關(guān)鍵問題研究[D]. 韓茜.中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 2016

碩士論文
[1]基于TOA的煤礦井下人員定位算法研究[D]. 李康樂.西安科技大學(xué) 2019



本文編號：3353890