基于虚节点校正的井下无线传感器网络定位算法

 针对在煤矿等复杂环境下应用修正加权质心定位算法时存在定位误差较大的问题,提出一种基于虚节点校正的改进加权质心定位算法。该算法是在修正加权质心定位算法的基础上,结合未知节点接收到的锚节点的接收信号强度指示(RSSI)信息对未知节点的估计范围进行校正,并利用虚节点进行修正加权质心定位计算。仿真结果表明,在相同实验条件下改进后的定位算法定位效果优于修正加权质心定位算法。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于CC2431的井下人员定位方法研究

以Zigbee技术为基础,对采用CC2431定位引擎的井下人员定位方法进行了实验研究。系统运用定位节点接收到的信号强度指示(RSSI)值与距离的关系进行运算,得出移动节点自身位置并发送位置信息给地面计算机。实验表明该方法能够比较准确地获取井下人员的位置,为管理人员及时掌握井下人员情况提供依据。     

基于无线传感网络的井下区域定位算法

煤矿坑道工作环境恶劣,安全隐患众多。事故发生时,为及时确定工作人员的位置信息,保证人员的生命财产安全,采用无线传感网络技术,分析比较现有成熟的定位方法,针对坑道复杂的环境,以RSSI测距的多元回归模型为基础,利用信标节点的距离差分信息,对信标节点确定的目标节点距离信息修正,并结合三边定位算法,提出一种煤矿区域差分定位算法。实验证明该算法无需较多的信标节点就能保证很高的定位精度,以该算法为核心的定位系统能够适用于坑道环境。     

煤矿井下人员定位系统的研究与实现

针对现有煤矿井下定位系统在井下采取单一的定位方法,进而导致定位成本高、精度过低或过高的问题,提出一种新型的煤矿井下定位系统。将定位环境分为巷道、采空区和硐室3种类型。根据3种定位场合的特点,研究了信标节点的布置方案,并且根据定位要求,在采空区采取RSSI定位中的三边定位算法,在硐室和巷道中采取了RSSI的修正方法,在三边定位算法中加入了质心定位算法,测试数据表明,可以满足定具体环境的定位要求。     

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。     

基于RSSI的无线传感器网络节点定位算法改进

在无线传感器网络(Wireless Sensor Network,简称WSN)中准确而开销小的传感器定位至关重要。本文提出了一种把第一次能进行定位的未知节点转换为锚节点,然后参与下一次节点定位的改进方法,并且给出了一种两点定位和提高定位精度的方法。     

节点法中风机处理方法及通风网络建模

目前主流的通风网络解算方法有回路法和节点法,节点法相对回路法有着很多优势,但一直没有被普遍应用。一方面,节点法中风机需要依赖节点才能参与到网络中,而风机节点处的风压描述和节点风压方程的构建复杂且困难。另一方面,矿井井巷布置规模庞大,具有特殊条件的节点和分支及其之间的组合多样化,导致节点风压方程构建过程规律性弱,用编程语言进行算法实现时判别困难。针对以上两个问题,对节点法理论进行分析和推导,给出风机的处理方法和通风网络建模方法。基于C#语言进行算法实现,用不同网络模型对同一算例进行求解,并与回路法进行对比验证。结果证明研究开发的节点法中风机的处理方法和网络建模方法具有可行性与通用性,可以处理真实矿井的复杂情况。     

基于节点压能的网络分风算法

网络分风算法一直是进行通风网络解算研究的重要内容,运用计算机进行网络解算的快慢受到分风算法的限制。传统的回路法、节点法由于要进行回路或迭代加速系数的计算,程序复杂,对于大规模网络计算时间较长。采用基于节点压能的网络分风算法避开了回路和迭代加速系数的计算,具有风量初始值任选,迭代次数少等优点,结果精度符合实际要求,对通风网络解算研究具有指导作用。     

基于风量反演风阻的节点压能解析方法

为解决通风网络中部分巷道会无法完成通风阻力测定或测定结果不准的问题,引入节点压能解析计算方法,对已知压能的节点个数进行判别分析,给出已知节点压能个数判别式,实现在通风网络中利用两组实测风量数据与部分节点压能数据,反演所需未知巷道风阻值,进而得到较准确的巷道通风阻力值。由于测量风量比测定风阻容易得多,而且各矿井为保证安全生产均有大量风量数据,因此利用风量反演风阻可以避免实际阻力测定的繁重工作。通过实例分析,说明只要利用不同条件下通过相同巷道的两组风量数据及部分节点压能,就可以准确计算出待求巷道风阻。     

基于抗扰动能力和结构重要性评估的新能源电网脆弱性研究

基于改进的加权节点数来计算节点及线路的差异性,以此作为节点结构重要性评估指标;针对新能源接入后的随机扰动性,引入节点电压及故障影响度来作为节点抗扰动能力评估指标。由此,融合抗扰动能力和结构双向指标,完成新能源电网脆弱性的综合评估。通过仿真实验,验证了上述方法可精准辨识电网中的脆弱点,且可基于脆弱性的综合排序完成针对性防控,可为新能源电网平稳运行提供支撑。     

面向分布式文件存储系统的数据恢复策略

分布式存储系统构建于大量的廉价节点之上,使得节点失效成为一种常态。为了保证数据的可靠性,系统必须具备数据容错方案。纠删码冗余方案可以在提供更低的存储开销的同时,获得和副本冗余方案相同的可靠性。但是在实际运用中,基于纠删码的存储系统在恢复数据时,恢复节点需要从多个存活节点读取数据到本地,然后通过解码算法恢复出数据。这不仅对恢复节点造成了较大压力,而且会占据大量的网络带宽,影响系统整体性能。由此,提出了一种基于纠删码的存储系统数据恢复优化方法。通过对纠删码恢复算法的分析,证明了纠删码的恢复操作是可以并行的;设计了一种基于流水线的并行化数据恢复方案;通过分析现实中的网络拓扑结构,设计了一种可以最小化恢复过程中数据传输总长度的算法,提高网络中高层数据链路利用率。实验表明,相比目前存在的星型恢复方式,流水线式并行恢复方法可以显著降低数据恢复延时,提高恢复效率。     

平顶山煤业集团八矿通风系统风网解算及优化调节

通过运用面向对象的c#开发工具,研制开发了基于Windows操作系统的矿井通风系统网络解算软件,根据通风网络解算的节点风量平衡定律、回路风压平衡定律、通风阻力定律和Cross法,运用编制的软件对平煤八矿进行通风网络图的绘制、网络解算、通风数据分析和通风网络优化调节,并结合解算、分析结果及矿井未来生产规划提出矿井通风系统优化改造方案,最后对各个方案进行解算,对各结果进行对比分析,确定最优方案及风机型号。     

基于无线传感网络的建筑电气设备自动监测系统

为掌握建筑电气设备运行状态以及时发现并解决故障,设计了基于无线传感网络的建筑电气设备自动监测系统。利用系统数据层中无线传感网络的无线传感器节点采集建筑电气设备信号数据,使用中心节点汇聚并整合采集的数据,采用通信层的ZigBee无线网络将中心节点整合的数据汇聚到内部网关,通过该网关将数据上传到应用层的应用基础平台。应用层的建筑电气设备故障自动诊断模块根据接收的数据,运用基于压缩感知理论的建筑电气设备故障自动诊断方法,实现建筑电气设备自动监测。实验结果表明,将无线传感网络簇首数量设置为15,可以获得较理想的网络节点生命期;该系统在精准诊断故障类型的同时,还可以辨别故障位置,并能有效节省建筑电气设备能耗。     

基于Arc Info 的矿井风网解算方法研究

运用GIS 技术进行矿井通风网络解算, 通过对计算过程的封装, 简化了网络解算的繁琐过程;采用节点风压法进行风网解算和弧段-节点数据结构进行通风网络特征建模;提出采用非平面数据模型来解决通风网络中的三维拓扑问题;实现了通风网络参数动态查询分析, 图形功能强大。     

A new matrix-based mathematical model for determining unidirectional circuits in a ventilation network

The occurrence of local circulating ventilation can be caused by many factors, such as the airflow reversion during mine fire, the improper arrangement of local fan or underground fan station and the man-made error input of raw data before network solving. Once circulating ventilations occur, the corresponding branches in the ventilation network corresponding to the relevant airways in ventilation system form circuits, and all the directions of the branches in the circuits are identical, which is the unidirectional problem in ventilation network. Based on the properties of node adjacent matrix, a serial of mathematical computation to node adjacent matrix were performed, and a mathematical model for determining unidirectional circuits based on node adjacent matrix was put forward. Supported by National Nature Science Foundation of China (50704019); Nature Science Foundation of Liaoning Province (20062204)     

基于无线传感网与静力水准集成的矿区地表沉降监测

随着社会的发展,对矿区地表沉降与重要建筑物等监测的实时性、自动化、精确度要求越来越高,传统的精密水准测量需野外作业,且周期长、花费大,不利于进行长期、实时、自动化监测。为此,将无线传感器网络技术与传统的静力水准监测相结合,构建了一套结合低成本ZigBee无线技术与GPRS技术的无线静力水准监测系统。静力水准仪作为传感器连接于无线网络子节点,子节点将采集到的数据发送至主节点,再通过DTU模块,利用GPRS网络发送到远程的数据库。系统可实现远距离实时、高精度的矿区地表沉降监测,具有广阔的应用前景。