基于Zigbee的煤矿监测系统的研究

设计了基于Zigbee无线传感器网络的煤矿监测系统。利用Zigbee无线技术、传感器技术实现井下无线通信和环境参数采集,并通过CAN总线将数据传输到井上监测中心,完成井下监测系统的总体设计。探讨了针对井下环境的RSSI测距模型,结合改进的三边测量法来实现井下人员定位,针对以上算法存在的误差,提出了加权质心和差分修正来提高定位准确度。     

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。     

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。     

基于滤波算法的煤矿井下定位技术研究

煤矿井下无线信道容易受到非视距和多径衰落影响,基于RSSI的定位系统误差较大,研究了一种新的井下定位算法。对卡尔曼滤波算法进行研究,抑制测距误差,建立井下信道模型;提出一种协调器节点选取最优参考节点组的方法,利用信道模型和加权最小二乘法确定移动未知节点位置信息;进一步通过扩展卡尔曼滤波算法求精数据,实现煤矿井下矿工及设备的实时定位。井下巷道实验表明,该算法误差控制在3 m以内,提高了定位精度,增强了定位系统的可靠性,可用于煤矿井下定位。     

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。     

基于改进加权混合滤波的矿井RSSI定位方法

针对煤矿井下人员定位算法普遍存在定位精度较低、受环境干扰大、设备成本高等问题,提出了一种基于改进加权混合滤波的矿井RSSI(Received Signal Strength Indication)定位算法。首先对固定点离线采集的信号进行高斯滤波,去除各位置点接收到的小概率、大干扰信号值,引入最大值加权处理得到各位置对应的信号值;其次设计了引入等价权函数的改进卡尔曼滤波器对各位置点计算所得信号值进行平滑处理,抑制环境中噪声因素引起的误差;最后利用最小二乘法计算该环境下路径损耗指数n和环境参量X_σ,建立符合煤矿井下特殊环境的无线信号传输模型。矿井工作人员携带信号接收装置进入巷道,利用该信号传输模型求出矿井人员到信号节点的距离,进而确定人员的位置。仿真结果表明,所提方法有效减小了RSSI测距定位误差,为将RSSI测距定位技术更好地应用于煤矿井下人员定位奠定了理论基础。     

无线传感网络煤矿井下人员定位系统设计

为提高煤矿企业安全生产能力,设计基于Zigbee技术架构的无线传感网络矿井人员定位系统。采用RSSI测距和质心算法混合定位机制,实现井下人员精确定位;开发基于PC的上位机定位分析系统,可以显示定位目标的坐标位置、与各个定位目标进行数据通讯,同时支持对井下各通讯节点组网方式的动态调整。将无线传感网络技术运用于煤矿企业的井下人员的定位,可大大提高了煤矿企业安全生产水平。     

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%。     

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.     

基于RSSI算法的井下定位方法的改进

在介绍了几种常用无线通讯技术的基础上,提出了一种基于RSSI算法的煤矿井下无线定位方法。针对煤矿井下巷道的实际情况,指出现有算法在对于井下巷道倾斜情况下的严重误差,并提出通过对巷道中的参考节点设置参数θ来表示井下巷道的实际倾斜程度,从而实现RSSI算法斜坡测距定位。通过实验证明,该方法比常规测距定位方法更加准确,能提高井下人员及车辆的定位精度,对煤矿井下生产调度及安全生产具有重要意义。     

基于BIM技术的煤矿井下施工安全预警系统研究

介绍了一种基于BIM技术分析的实时监测、事件报告和预警平台,结合基于RSS距离的加权质心定位算法,用于改善煤矿井下施工安全管理和预防事故。该平台利用物联网、云计算、实时操作数据库、应用网关和应用程序接口,无缝集成了监控、分析和本地化方法,用于空气质量参数(包括温度、湿度、CH4、CO2和CO)的传感器表现出出色的性能,每个参数的回归常数始终大于0.97。该框架支持实时监控、识别异常事件(>90%),并验证矿工在地下矿山恶劣环境中的定位(误差小于1.8 m)。该研究成果能够有效促进煤矿井下安全,为矿井安全预警研究提供依据。     

改进型质心算法在井下人员定位中的应用

井下人员定位对于煤矿的安全管理和应急救援都非常重要,由于井下环境复杂,而质心定位算法受环境影响较小,因此在无线传感网络的节点定位中广泛应用。但传统质心算法精度较差,针对这种情况提出了一种改进质心定位算法,采用遗传算法对权值进行优化。仿真结果表明,经过遗传算法优化后,定位精度优于传统的质心算法。     

基于改进加权质心算法的煤矿井下人员定位系统设计

针对目前大多井下监控系统无法实时准确提供井下人员动态分布与作业情况以及传统定位算法的定位精度低等问题,结合井下施工的具体要求,设计出一种基于改进加权质心算法的人员定位系统。对整个系统的软硬件设计进行了详细说明,同时针对普通质心算法及传统加权质心算法的缺点设计了改进加权质心算法,运用该算法来求解位置点的坐标,通过实验对比分析,证明了该算法在很大程度上提升了定位精度。     

感知矿山GIS监控系统关键技术研究

基于矿山物联网现状,深入分析了感知矿山无线实时定位和自定义UDP通信协议关键技术,设计了感知矿山GIS监控系统的4层结构、网络部署,基于.NET平台开发了井下人员和设施的实时定位功能,实现了矿产资源采掘跟踪、越层越界非法开采监控等矿山地下资源全过程远程精细化管理。     

基于WiFi的煤矿井下生产环境监测系统

通过分析现有井下生产环境监测系统的问题和不足,针对榆林神华能源有限责任公司现状和实际需求,采用C#语言并结合WiFi无线通信技术和无线传感器网络优势,设计了集煤矿井下设备定位、生产环境监测及应急救援于一体的煤矿井下生产环境监测系统。该系统的实施,不仅可以满足矿区高效管理的需要,而且还实现了实时监测煤矿井下现场各环境参数、上位机实时显示预警,为设备高效工作及人员生命安全提供了有力保障。应用测试表明,该系统性能稳定、技术可靠且使用便捷,能满足当前煤矿井下生产监控的实际需要。     

WiFi通讯技术及其在金鼎矿业中的应用

针对矿山井下无线通信和人员设备实时定位的要求,利用WiFi无线通信技术和RFID定位技术,设计实现了矿井下人员设备定位、监测,语音通讯调度系统。该系统的实施,不仅满足了矿区移动办公的需要,而且同时具备了VO IP语音通信功能,为井下生产的安全监管和通信调度提供了有力保障。现场测试表明:该系统性能稳定,能满足矿山生产要求。     

矿用智能安全头盔的设计

在研究煤矿物联网技术的基础上,设计了一种矿用智能安全头盔智能终端系统。系统集成了人员定位、环境信息采集、无线通信传输、佩戴异常报警等功能,据此进行了系统软硬件设计。以STM32F103微处理器为控制核心,采用RFID高性能室内定位技术实现矿井复杂环境下的人员定位；配有有毒气体检测、温湿度等环境信息采集传感器,采用检测压力进行佩戴异常预警,并将上述信息通过无线通信传输至地面监控中心。在STM32硬件平台上进行系统实验验证。该系统实现了对矿工工作环境信息和井下人员定位的监控,在我国煤矿安全监测领域具有重要意义。     

井下无轨胶轮车定位和调度系统的设计

设计了一种基于人员定位系统的井下无轨胶轮车定位与调度指挥系统。在井下相关位置布置监控基站,监控基站通过以太环网连接到中心控制计算机系统,系统通过监控基站与收发机之间的无线通讯,实时了解井下车辆的数量及分布情况,并自动进行调度和通行指挥,解决了煤矿井下交通堵塞问题,提高了运输效率。