基于无线传感器网络的改进RSSI井下定位算法的矿井人员定位系统设计

为了确保矿井人员的人身安全,提高井下定位系统的精确度,设计一种基于无线传感器网络的改进RSSI井下定位算法的矿井人员定位系统。根据井下环境特点搭建了系统框架,并详细介绍了系统的传感器节点结构及硬件设计,针对矿井环境特点,修正测距模型,在RSSI算法中引入加权因子求平均的算法定位未知节点,并通过泰勒级数展开求导的方法对坐标进行修正,最后采用加权质心算法求未知节点的坐标。仿真实验表明,改进后定位算法定位的精度较为精确,具有一定的应用价值。     

基于改进加权质心的井下定位算法研究

针对井下定位精度不高的问题,提出一种基于加权质心定位的改进定位算法。通过带测点扫描AP节点,把信号强度信息RSSI值、MAC地址和IP地址发送到服务器,计算出最近3个节点,利用节点RSSI的差值之比,计算出加权值,再用改进加权质心定位算法计算位置坐标的试验,结果显示,该定位算法定位精度提高34.45%。     

一种无线传感器网络节点自身定位算法

提出了一种廉价实用的自身定位算法,该方法通过校正RSSI测距技术测量的节点间点到点的距离,并优选信标节点,最后用加权质心方法进行定位。仿真结果表明:该算法比传统的RSSI定位算法拥有更好的定位性能。     

改进RSSI加权质心算法在井下人员定位中的应用研究

为提高煤矿井下人员定位的精确性,确保井下人员的快速定位,以实现井下快速救援和日常监督,本文根据无线接入点的关联性,通过接收信号强度值(RSSI)计算参考节点和定位节点的距离,提出基于改进RSSI加权质心算法的井下人员定位技术,消除了传统改进RSSI定位算法中人为因素对路径损耗确定的干扰。根据实际巷道环境进行了基于RSSI加权质心算法和改进RSSI加权质心算法的人员信息定位技术的模拟仿真,结果证明了改进RSSI加权质心算法能够增加井下人员定位的精准可靠性,更加适用于井下定位系统。     

基于WI-FI的矿井人员精确定位算法

提出了一种基于WI-FI的矿井人员精确定位新算法,介绍了定位系统结构及信号模型,给出了一种基站节点优先选择的方法,在此基础上通过对全交点质心定位算法的分析,给出了加权全交点质心定位算法。为进一步提高定位精度,对加权全交点质心定位算法进行改进,最终提出一种运用最大似然估计滤波法对RSSI值进行滤波优化的新算法。仿真实验结果表明,新算法提高了定位精度,具有可行性和优越性。     

基于Zigbee井下无线传感器网络的定位方法

根据井下人员定位系统对定位方法的要求,提出了基于RSSI(Received Signal Strength Indicator)的加权质心定位算法,它综合了基于测距的定位和非测距的定位,并将固定锚节点之间的距离和信号强度信息考虑进来对固定锚节点的权值进行校正.实验结果证明,所提出的算法能够提高定位精度.     

井下无线传感器网络定位DV-Hop改进算法

针对煤矿井下环境复杂,传统DV-Hop节点定位算法无法满足无线传感器网络定位需求的问题,设计了一种改进的DV-Hop算法,引入分级节点和扩展信标节点,采用分级定位,通过已定位的未知节点作为信标节点参与定位运算,利用三角定理和1跳距离对未知节点与信标节点之间的跳段距离进行修正。仿真结果表明:改进算法有效提高了节点的定位精度,能够满足井下传感器节点的定位需要。     

矿井工作面无线传感器网络人员定位技术研究

针对矿井环境下的矿井巷道和井下环境,采用拓展完善后的NS2仿真平台进行建模仿真。通过距离估算误差、信标节点密度两方面对定位精度和定位覆盖率的影响来衡量DV-Hop、Amorphous、APIT和质心定位算法的定位性能,得出实验数据进行分析对比。仿真结果表明:质心定位算法最适合应用于狭长的通道仿真环境,而DV-Hop最适于未知节点密度高、信标节点少的井下密集型环境。     

煤矿井下基于RSSI的加权质心定位算法

针对基于无线传感器网络的矿井灾害无线监测信息系统,提出了一种基于接收信号强度（RSSI）的加权质心定位算法。算法首先动态获取路径衰落指数,然后通过加权质心算法计算出自身位置。动态获取路径衰落指数实时计算了定位区域下的路径损耗指数,能够准确反映巷道不同区域对信号衰落的影响,增强了测距算法对环境的适应能力。加权质心算法通过加权系数体现各参考节点对质心坐标决定权的大小,提高了定位精度。实验测试表明,算法提高了定位精度,计算量小,定位流程简单,适合用于煤矿井下环境。     

煤矿井下线型无线传感器网络节点定位算法

针对煤矿井下线型无线传感器网络节点定位精度较低的问题,提出了基于RSSI(接收信号强度指示)的对角差分修正定位算法。该算法在对线型无线传感器网络节点定位的横向和纵向误差进行分析的基础上,首先利用差分原理对测量距离进行修正,并使用极大似然估计法进行初步定位;然后应用信标节点构建煤矿井下巷道模型,在该模型下对移动节点进行横向修正。仿真结果表明,该算法较传统的极大似然估计算法具有较高的定位精度和稳定性,适用于煤矿井下线型无线传感器网络节点定位。     

基于改进虚拟势场的煤矿井下WMSN覆盖增强算法

针对煤矿井下无线多媒体传感器网络（Wireless Multimedia Sensor Network,WMSN）覆盖问题,提出了一种基于改进虚拟势场的覆盖增强算法。在分析方向可调感知模型、煤矿巷道带状结构特点及照度特点的基础上,提出了煤矿井下WMSN“有效覆盖”问题。针对有效覆盖问题,引入虚拟目标引力提升重点区域有效覆盖效果。针对传统虚拟势场算法可能出现因局部极小导致覆盖增强效果下降的问题,在分析方向可调感知模型感知区域相交特性的基础上,改进了斥力函数,引入了相邻节点的共同覆盖率引导节点调整感知方向,从而实现区域的有效覆盖。仿真实验表明：对比已有的区域覆盖增强算法,采用所提出的基于改进虚拟势场的覆盖增强算法可有效消除感知重叠区和盲区,实现了井下巷道的高效区域覆盖。     

基于Kriging与IDW融合算法的氧化带DTM拟合方法

氧化矿带取样数据属于广域离散型数据,而传统插值方法对于离散型数据不能很好地拟合,误差较大。为此,基于Kriging法的区域化变量及距离幂次反比法（IDW）,提出了将二者融合的新算法,并以国内某大型露天钼矿为例进行研究,得出该算法简单易行,且能大幅提高氧化带数字地面模型（DTM）拟合精度的结论。     

基于ZigBee无线传感网络的矿井机车定位系统的研究

为了实现无线传感器网络自身定位的低成本和高精度,本文研究和分析了一种改进的DV-Hop定位算法,提出了一种将其与抗差最小二乘法相结合的新节点定位算法,并结合煤矿监测系统的应用前景,设计了一种基于ZigBee的无线传感器网络节点定位的煤矿井下机车监控系统。此系统将更加便于矿井机车的生产管理,提高安全性。     

信标节点链式部署的井下无线传感器网络定位算法

针对煤矿井下巷道狭长,信号多径效应明显,接收信号强度（RSSI）测距算法受井下环境影响大,定位精度低的情况,提出了一种信标节点链式部署结构下的动态RSSI测距算法,该算法以信标节点间的距离和他们间测量到的RSSI值为参考,计算巷道内实际环境下的路径衰落指数,以提高RSSI测距算法对环境的适应性。实验结果表明,在相同的实验环境下,该算法定位精度优于RSSI定位算法,能够满足井下人员定位的要求。     

即时通讯系统中负载均衡策略的研究

通过对Zomaya遗传算法的改进,设计了针对即时通讯系统的负载均衡策略。介绍了基于遗传算法的负载均衡策略的实现过程和负载均衡系统的结构和主要部件。最后通过仿真试验的结果证明,该负载均衡策略能够较好地解决在大任务量的情况下,即时通讯系统中异构节点间的负载平衡问题,提高系统的整体处理能力、反应速度和稳定性。     

用于矿山等极端环境中的高精度定位算法

高精度室内定位技术在矿山、建筑、施工等多种极端环境下都有需求。基于超宽带通信(Ultra Wideband,UWB)的室内定位技术能够提供较高的定位精度,但超宽带信号易受到障碍物的干扰,并且在类似矿山等极端环境中,障碍物不可避免。因此,超宽带非视线传输(Non-Line-of-Sight,NLoS)测距成为当前的一个研究热点。当前研究大多集中在识别和消除非视线传输对超宽带测距的影响上,实际应用中,大多数情形下超宽带信号根本无法穿透障碍物,会导致定位标签只能够与2个或1个信标节点通信,但完成三边定位至少需要3个信标节点。为此,提出了一种基于目标行为分析的定位算法,该算法能够在短时间内仅剩余一个信标节点与标签通信时,也可实现高精度定位。该算法以超宽带通信为基础,使用信号飞行时间(Time of Flight,TOF)算法测距并定位。通过分析信号正常时的目标运动轨迹来判断其速度和方向,当信号不正常时(可通信的信标节点减少),可利用预测的速度和方向参数来实现辅助定位。将该算法部署在一个基于超宽带定位的系统中进行了测试,结果表明:当能够与标签通信并完成TOF算法的信标节点数量少于3个时,基于NLoS传输识别和消除的算法无法完成定位,而基于目标行为分析的定位算法依然能够实现定位,在单信标节点区域的平均定位误差为0.93 m,最大误差为1.41 m,在2个信标节点测距的区域,平均定位误差为0.64 m,最大误差为1.2 m。     

基于非测距无线传感网络井下人员定位

针对复杂的井下环境,使用了基于非测距的无线传感器网络定位算法来实现井下人员的定位。为了实现精确定位,采用了基于两移动锚节点的定位算法。通过3个节点间的最短路径确定1条直线来尽可能减少定位节点的误差,同时避免因障碍物或其它因素的影响所造成的节点定位误差,最大程度上提高了定位精度。通过仿真表明节点定位的精度与两移动锚节点移动的圈数和圆的等分数有关,移动的圈数和圆的等分数越多节点定位的精确度就越高。     

一种簇间多跳的WSN非均匀分簇算法

无线传感器网络中节能、能耗均衡等是延长传感器网络寿命的关键。本文在各层节点平均能耗相等的基础上提出了多跳非均匀分簇路由算法(MUCR),核心为由远及近依次求取各层成簇半径值,使得靠近sink节点的成簇半径小于远离sink节点的成簇半径;通过外层节点触发内层节点开始成簇,建簇的同时利用转发节点形成多跳路由;依据接收比特值和簇首节点剩余能量发起簇重构。在Omnet++仿真平台下模拟实验结果显示,MUCR有效地均衡了全网节点能耗,显著延长了网络生命期。