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。     

基于无线定位技术的煤矿井下人员定位系统研究

煤矿井下人员定位系统是矿井开采、人员安全及疏散方案制定的保障和依据。文章以井下人员定位技术为研究对象,分析了基于RFID、WIFI、ZigBee和UWB四种技术的人员定位系统,并进行了比对。该研究为入井人员定位系统方案制定和环境适应性选择提供了参考。     

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。     

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。     

基于无线传感器网络的井下容错性定位方法

本研究针对煤矿井下环境建立了以无线传感器网络为基础的监测定位系统。该系统以保证定位功能的实现为基本要求,在高容灾度的结构上配合使用合理的容错机制;提出了使用PIR或PIT内点测试法确定人员与定位区域的相对位置;在测距阶段对路径损耗模型参数的更新采用简单有效的计算方法;在传统三边定位算法的基础上,提出基于RSSI测距的加权三边定位方法。试验仿真表明,该方法有效提高了人员定位精度,同时具有较好的容错性。     

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。     

煤矿井下无线局域网数据终端的设计

基于数字矿山综合无线局域网系统,研发了煤矿井下无线数据终端系统。无线数据终端系统选用基于ARM9处理器的硬件平台,以嵌入式Linux作为操作系统。终端软件主体结构是4个并行的线程,分别实现短消息收发、设备控制、环境参数监测与人员报警等功能。这些功能线程利用Socket编程实现了与主控制端PC机的通信。自定义了消息队列来实现多线程数据的共享,设计出了应用层通信报文的格式,便于信息的发送和接收。在煤矿井下巷道中对无线数据终端系统进行实际测试,实现了短消息接收、设备控制等功能,并验证了系统软硬件设计的可行性。     

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%。     

煤矿安全监测无线传感器网络节点定位技术

利用无线信号强度实现了煤矿安全监测无线传感器网络节点间的自定位,提出了提高定位精度的改进方案,并分析了不同因素对定位精度的影响．仿真结果表明,所提出的算法可以有效地提高无线传感器节点的定位精度,如在路径损耗标准偏差分别为4和6,滚动平均次数为10时,定位精度的相对误差分别从0.21和0.35左右下降到0.18和0.29左右.     

基于无线网络技术的矿井人员定位系统研究与应用

我国越来越关注矿井安全问题,井下人员定位系统是保障人员安全的重要措施和保障.在简要介绍基于RSSI的人员定位基本原理的基础上,阐述了传统RSSI定位原理的缺陷,并提出了优化改进措施.设计研究了基于ZigBee无线网络技术的矿井人员定位系统.系统整体上可以分为两部分,分别为地面的监控调度中心和井下的人员定位中心.井下的子...     

混合结构矿井应急救援无线Mesh网络及其路由算法

为提高井下应急救援无线Mesh网络的鲁棒性,提出了基于混合网状网结构的组网模式。在该模式下,无线终端参与无线Mesh网络组网,能够在骨干传输网络出现问题时对数据进行路由转发,从而消除了传统基础设施结构应急救援无线Mesh网络中终端通信对骨干传输网络的绝对依赖。此外,针对该模式下Mesh终端能耗较高的问题,进一步提出了一种改进AODV路由策略。该策略在AODV路由协议的基础上增加了节点类型信息与通信状态信息,根据节点类型与通信状态决定路由选择方式,实现了路由选择过程对Mesh终端的识别与避免,从而节约了无线Mesh终端能量。针对该策略的路由性能的仿真结果表明,该策略相比AODV提高了矿井应急救援无线Mesh网络的吞吐性能、传输稳定性与实时性;当骨干路由节点发生故障时,该策略能够快速重建路由,具有较强的路由恢复能力。     

矿山无线救援通信技术研究

提出矿山无线救援通信环境特殊(有限空间,线状场景,短距离通信),对设备要求高(便携式,本质安全,动态拓扑,宽带自组网络,即铺即用等).分析并比较了小灵通、无线局域网、蓝牙、ZigBee、超宽带、Ad Hoe网络、无线Mesh网络等短距离无线通信技术,指出无线Mesh网络技术具有速率高、传输距离远、移动性强、自组织、自愈合等特点,目前更适合于井下无线救援通信.基于三核(DSP ARM MCU)技术实现的Mesh矿井无线救援终端由多媒体采集平台和无线Mesh网卡组成,将无线客户端与无线路由器连接到一起,能实时采集、传输井下现场的视频、音频、环境参数(氧气、一氧化碳、瓦斯浓度和环境温度)等信息,并具有存储、显示、报警等功能,实现了"即铺即用"的矿山救援应急通信服务.     

井下无线通讯系统的研究及应用

对下峪口煤矿最新引进的KTW125型矿用无线通讯系统的系统构成,井下设备分布状况,调度平台及手持终端实用性,可靠性及其在安全生产,提高生产效率,加强管理等方面进行了分析。     

噪声背景下矿井无线通信的弱信号检测技术

文章介绍了我国煤矿井下无线通信现状，分析了技术上存在的难题——巷道条件对无线传输的影响、弱信号接收困难和井下环境噪声的干扰，对解决途径进行了探讨。同时指出．陆地移动通信技术解决方案完全可以解决煤矿井下无线通信难题。     

2.4 GHz无线传感器节点井下传输性能试验

基于ZigBee协议的无线传感器网络具有易部署、可移动、低功耗等优势,如将其部署在井下,结合现有的井下有线传输系统,可提高矿井监测网络的灵活性.为获得2.4 GHz无线传感器节点在井下的传输特性,在井下工作面完成了实地试验,并对试验结果进行分析.结果表明,2.4GHz的无线传感器节点在井下工作面的有效传输距离可满足ZigBee协议的要求.     

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。     

基于三维可视化与Zigbee技术的真三维煤矿人员定位

针对现阶段煤矿人员定位系统定位不精确、成本高、不能实现真三维人员定位等问题,提出并实现了一种基于三维可视化与Zigbee无线传感器网络技术的真三维人员煤矿人员定位系统。从系统的设计与优化角度出发,较全面的分析了三维模型的创建与导出、真三维定位算法设计、微弱信号检测等关键性问题,构建了真三维人员煤矿人员定位系统,通过定位系统在安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室模拟巷道中的测试数据显示:在测试环境下,平均定位误差仅为0.76 m,较好的满足了煤矿工作环境下从业人员的定位需求。同时,较传统人员定位系统相比,真三维煤矿人员定位系统在定位性能、成本、操作性和视觉感官等方面具有较大的优势。