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。     

煤矿无线传感网络(WSN)人员定位系统研究

针对煤矿井下施救的及时性与高效性,设计出矿井下人员定位系统。以往基于RFID技术的井下人员定位系统受限于安装成本高和通信短距性,不能对井下无线信号区域进行全面覆盖,不能够很好实现煤矿井下人员的全方位精确定位。伴随无线通讯与无线传感网络技术的飞速发展,应用WSN(无线传感网络)技术对人员定位系统进行重新的设计,极大提升了煤矿数字化安全管理的水平。     

基于zigbee的煤矿安全监测及人员定位系统

针对煤矿复杂的工作环境及安全生产的要求,研究了一种基于zigbee技术的无线传感网络与光纤通信网相结合的煤矿安全监测及人员定位系统。系统实现了井上人员实时监测井下区域的瓦斯浓度,并实时跟踪定位井下人员,方便工作人员有效地管理矿井的安全工作。文章介绍了zigbee技术的特点,提出了无线传感网络系统分层运作的机制,分析了井下人员定位功能的实现方法、环境参数采集及传输的过程,并对系统的软件设计流程进行了全面介绍。     

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。     

改进RSSI的煤矿井下定位技术研究与实现"

针对煤矿井下无线信道的信号传播模型,提出将接收信号强度复合滤波器、一元线性回归测距模型和多边定位方法相结合的改进接收信号强度指示(Received Signal Strength Indicator,RSSI)值的井下定位技术,通过利用基于无线传感器网络操作系统TinyOS的节点进行离线建模、在线测算,实现煤矿井下人员及设备的实时定位。井下巷道试验表明,该技术提高了定位精度,增强了定位系统的鲁棒性,适用于煤矿井下定位。     

UWB技术在煤矿精确定位中的应用

为实现对煤矿作业人员的位置监测,介绍一种UWB定位技术,通过对比其他几种定位技术原理,并结合UWB定位技术的实际应用,证明UWB技术最适用于煤矿精确定位。UWB精确定位技术的应用将更好地实现煤矿井下人员的精确位置监测,并为紧急救援提供关键信息,有效地节省抢救时间,减少人员损失,具有良好的应用前景。     

改进RSSI的煤矿井下定位技术研究与实现

针对煤矿井下无线信道的信号传播模型,提出将接收信号强度复合滤波器、一元线性回归测距模型和多边定位方法相结合的改进接收信号强度指示( Received Signal Strength Indicator,RSSI)值的井下定位技术,通过利用基于无线传感器网络操作系统TinyOS的节点进行离线建模、在线测算,实现煤矿井下人员及设备的实时定位。井下巷道试验表明,该技术提高了定位精度,增强了定位系统的鲁棒性,适用于煤矿井下定位。     

煤矿井下目标定位的研究现状与展望

本文总结了近年来提出的iBeacon井下定位技术、卡尔曼滤波UWB井下动态定位技术、WMSNs视频矿灯定位技术、TWR和SDS-TWR定位方法、异步测时煤矿井下人员定位技术、多传感器信息融合煤矿井下人员定位方法、GRPM煤矿井下人员定位技术、基于改进UWB算法的井下定位以及捷联惯性导航定位技术等井下目标定位技术与方法,并从受巷道及其支护和巷道中导体及障碍物影响大小、是否需要基站/移动终端和参考站之间时钟同步、是否需要参考站之间时钟同步、受基站/移动终端和参考站时钟频率偏移影响大小、基站/移动终端成本、参考站成本和定位精度等方面综合评定各种定位技术的优势和局限性。研发新型组合型井下精密定位系统,使得传输信号不受井下巷道环境影响、无需时钟同步、定位设备复杂度小、基站和参考站建设成本低、定位精度高、定位导航可视化,是实现井下实时位置服务、为井下目标管理提供精准控制以及煤矿智能化开采走向成熟阶段的重要环节。     

煤矿井下人员定位系统关键技术探讨

煤矿井下人员定位技术一直发展缓慢,现有的井下人员定位系统也存在着定位精度差和通信可靠性低等问题,针对井下人员定位技术的特点,研究设计了井下人员定位管理系统,采用无线射频技术和现场总线网络组态的方法,提出了系统的整体设计方案,并在此基础上重点从系统现场总线的网络组态和数据接口设计2个角度切入,进行了深入的探讨研究,实现了对系统定位数据的可靠传输,对于进一步提高煤矿井下人员定位技术及其管理系统的可靠性和实效性具有一定指导和借鉴意义。     

基于无线mesh网的井下安全监控系统设计与实现

设计了一种无线mesh网和光纤网络相结合的适用于煤矿井下的安全监控系统,该系统实现了对井下环境参数及工作人员位置信息的实时监控。其中无线mesh网络由以XBee_PRO无线通信芯片和单片机为核心的无线信标节点和人员佩戴的便携节点构成,所有节点都将由传感器得到的井下环境参数通过网络上传给地面监控机,同时根据节点间信号传输的RSSI值对人员进行定位,地面监控机实时显示这些环境参数和人员位置信息。通过实验验证,该系统是一个低成本且实现简单、快速的井下实用性监控系统。     

煤矿综合自动化系统设计中物联网的应用

为了减少井下事故、降低人员死亡率,方便对入井人员、设备、电气、开采环境等实时的监控和管理,在原有的井下工业以太网基础上,融入了物联网的传感器和无线宽带技术,建立无线传感和光纤传输的综合网络。基于物联网的煤矿综合自动化软件平台的开发,使得安全生产的联动控制和实时监测、人员跟踪定位、矿井灾害预警、抢险救灾、煤矿信息管理能够更好的实现。减少了煤矿安全隐患的同时,加速了煤矿企业的现代化脚步。     

煤矿井下人员定位无线传感器网络路由算法的研究

分析了煤矿井下人员定位无线传感器网络固定节点特定拓扑结构,提出了一种基于路由表的地理位置路由算法GRBT。该算法采用一种基于网络梯度和位置信息的策略构建路由表,既简化了数据传输过程,又建立了最优数据传输路径。仿真结果表明,该算法下的网络具有较低的数据传输延迟和较好的鲁棒性和可扩展性,能够满足煤矿井下人员定位无线传感器网络实时传输信息的应用需求。     

基于WSN的多金属矿井下人机定位系统设计

综合运用超宽带通信(UWB)、高速工业以太网络、井下高精度地图及计算机三维展示技术,构建了多金属矿井下人员及车辆无线传感器网络定位系统。系统结合到达时间法(TOA)和卡尔曼滤波,实现了固定基站节点和移动传感器节点之间的精确测距;利用无线传感器网络定位模型,实现了井下人员和车辆位置信息的实时感知。系统可以实时掌握井下人员及车辆的时空分布,监控人员及车辆的运动轨迹,具有系统部署灵活、响应速度快、鲁棒性好的特点。     

基于ZigBee技术的煤矿井下人员定位考勤系统的设计

国内煤矿井下安全事故频发,为了及时准确掌握井下人员数量和位置信息,提出了将ZigBee技术运用于煤矿井内定位系统中,组成无线传感器网络,构建井下人员无线定位系统的设计方案。目前,系统已投入运行,效果良好。     

基于ZigBee的煤矿人员定位安全系统的设计与实现

在煤矿井下发生安全事故后,及时准确掌握井下人员数量和位置信息是非常重要的,提出了将Z igBee技术运用于煤矿井下定位系统中,组成无线传感器网络,构建井下人员无线定位系统的设计方案。目前,此系统已处于试运行阶段,效果良好。     

ZigBee技术在煤矿人员定位考勤系统中的应用

目前国内煤矿井下安全事故频发,为了及时准确掌握井下人员数量和位置信息,提出了将Z igBee技术运用于煤矿井内定位系统中,组成无线传感器网络,构建井下人员无线定位系统的设计方案。此系统已处于试运行阶段,效果良好。     

基于Zigbee技术的井下人员定位系统设计

为了更好地实现煤矿信息传输系统在井下的信息传递,确保事故发生后救援工作的有效进行,利用Zigbee的低功耗无线自组网技术,设计了基于Zigbee技术的煤矿井下信息传输系统,阐述了Zigbee技术在煤矿井下的通信组网方式,提出了煤矿井下的人员定位实现过程。     

煤矿井下人员精确定位方法

分析总结了煤矿井下人员定位特点:覆盖范围远大于地面室内;定位信号应能非视距传输;电磁波衰减严重;无线传输衰减受巷道分支、弯曲、倾斜、断面面积和形状、围岩介质、巷道表面粗糙度、支护、纵向导体、横向导体、设备等影响大;必须电气防爆;环境恶劣,粉尘大、潮湿、淋水等。提出无线电传输适用于煤矿井下人员定位;超声波、激光、红外传输不适用于煤矿井下人员定位。提出RSSI基于信号强度测距定位方法、AOA基于角度测量的定位方法和不同类信号源TDOA基于时间差的测距定位方法不适用于煤矿井下人员精确定位;TOA基于传输时间的测距定位方法和TDOA基于时间差的测距定位方法适用于煤矿井下人员精确定位,TDOA基于时间差的测距定位方法较TOA基于传输时间的测距定位方法系统成本低。     

基于RSSI的煤矿井下定位技术

研究了基于无线局域网架构的无线信号强度煤矿井下定位技术。首先分析了无线信号在地面和煤矿井下传输信道模型的差异,然后介绍了经验与估计数据库相结合的信号地图构建方法,最后引入了加权定位算法,实验结果证明此种方法可以有效改善定位精度,以便更好地满足煤矿生产需求。     

基于WiFi技术的井下人员定位系统研究

为优化井下生产管理,增强井下作业安全性,提高人员定位精度,通过比较几种主流无线定位技术,利用WiFi技术传输距离远、定位准、传输快等特点,研究并搭建了一种基于WiFi技术的井下人员定位系统。采用指纹识别定位算法进行离线训练和在线定位,选取欧几里德距离公式进行位置计算。实验证明该定位系统是可行的,定位误差小于5 m,有效地提高了定位精度。