基于ZigBee技术的矿井人员定位算法研究

在煤矿井下安全生产系统中,对井下人员的精确实时定位是一个很重要的任务之一。ZigBee技术以它低功率、低成本、低复杂性等特征,被大量的应用在煤矿井下定位系统中。研究一种基于ZigBee技术的煤矿井下人员新定位算法,采用最邻近的信号强度（NNSS）指纹匹配在煤矿井下进行初步定位,然后运用动态三边测量（DTN）对移动节点进行精确的测距定位,并与其他的经典的定位算法进行比较,结果证明了这种算法是可行的,且明显的能够提高定位的精确度。     

基于RSSI的煤矿井下人员定位系统研究

目前我国煤矿井下人员定位系统主要采用区域定位方法,存在着定位精度不高,出现事故后反映不及时等现象。为了解决如上问题,根据煤矿井下的特殊作业环境,建立了一种基于RSSI技术的煤矿井下精确定位模型,利用收到信号的强度计算被测人员到双接收节点距离,进行人员精确定位。结合煤矿井下的特殊应用环境,建立RSSI通信模型,实现了实时追踪定位功能,对煤矿安全生产具有显著的社会效益和经济效益。     

煤矿井下小灵通无线通讯系统优化

介绍了煤矿井下小灵通无线通讯系统网络结构和空中接口原理.针对小灵通在煤矿井下使用中存在掉话、切拱等问题,结合公网小灵通系统优化经验,提出适合煤矿井下环境的优化方法,这些优化方法从根本上解决了影响现场使用效果的问题,可综合运用于煤矿井下小灵通系统优化过程.     

基于RSSI的井下人员定位算法改进

在无线传感器网络中，针对接收信号强度指示(Received Signal Strength Indication, RSSI)在煤矿井下长距离巷道内信号衰减快、测距精度偏差大等问题，提出了一种基于RSSI的高斯滤波加权质心定位算法。采用高斯滤波对采集的RSSI值进行修正，一定程度上减轻环境造成的影响。将RSSI测距算法与改进加权质心算法相结合，得出待测节点坐标位置。仿真试验表明，该改进算法与原有定位算法相比，定位误差明显降低，可基本满足煤矿井下人员的安全生产和定位需求。     

无线传感器定位算法在井下漏电故障中的应用

针对目前煤矿井下漏电故障定位不准确的问题,提出采用无线传感器网络定位算法来解决漏电故障定位问题,阐述了无线传感器定位的原理,并与传统故障定位的进行比较.分析距离矢量(DV-Hop)算法的同时,并对其进行改进,改进后的定位算法误差率比改进前低,传输数据的准确率较高.通过仿真模拟对节点定位误差进行验证,结果证明提高了定位精确度,可靠性也达到了预期的目标.     

基于无线技术背景下的井下定位系统研究

传统的煤矿井下人员定位系统涉及范围较小、功能较少,而且组网能力很差,无法实现"一对多"的移动组网来进行定位.而基于无线技术的煤矿井下定位系统是对过去人员定位网络系统的完善和改进,能够对煤矿井下的人员进行实时的定位与监控,为煤矿井下安全生产工作提供了系统支持.     

基于ZigBee的井下人员定位系统设计

针对现有煤矿系统产品的不足,提出将ZigBee和嵌入式技术运用于井下人员定位系统中,并较详细地介绍了系统的硬件和软件设计分析.实验结果表明,该系统能够实现对井下人员的定位与管理,提高了煤矿安全和生产工作.     

煤矿井下人员定位系统的设计分析

由于煤矿井的地形较为复杂,煤矿事故频繁发生.为了能够保证煤矿开采工作的安全,设计了一种基于无线通信技术的煤矿井下人员定位系统,能够对煤矿井下的进行准确的人员定位.在实验当中,煤矿井下人员定位系统实现了对井下人员进行实时、正确的定位,更好地对煤矿井下的人员进行有效的管理,从而为煤矿抢险救灾提供系统支持.     

基于煤矿井下的人员定位算法

煤矿井下生产环境复杂、恶劣,缺乏可靠的井下人员定位技术,造成的事故安全隐患极大。而随着地面移动通信及其各种先进技术的不断发展,为井下人员定位技术的发展提供了强有力的支持。本文主要研究煤矿井下的无线定位技术,对于在井下应用无线定位技术的可行性进行了分析论证,根据实测数据对井下的衰减模型进行改进,通过MATLAB工具仿真分析该模型真实可靠。再根据该模型进行定位仿真分析,得出改进定位算法简单容易实现,能够实现较高的定位精度满足定位要求。     

基于物联网的井下监控系统的分析与设计

感知煤矿井下的工作环境是现代化煤矿智能管理的一部分。以物联网为基础的井下监测系统结合现有骨干网,提出了井下监控系统的体系结构和功能,分析监测系统中传感器硬件设计及定位原理,在此基础上阐述井下监控系统的特点。该井下监控系统可以为管理人员提供智能化管理和决策,避免和减少煤矿事故率,为紧急救援和生产决策提供依据。     

基于步行者航位推算的井下人员辅助定位

针对目前井下人员定位系统存在的问题,提出一种基于步行者航位推算的辅助定位方法。利用低成本的惯性测量单元(IMU)和磁力计,设计稳定的姿态与航向参考系统(AHRS),利用惯性导航的相关理论,并通过分析人员步行姿态,进行零速修正(ZUPT),组成步行者航位推算系统,对井下人员进行实时航位推算。以实验室大楼走廊模拟井下矿道环境进行航位推算实验,实验结果表明,本方法对人员行走距离和方向做出良好的推算,能成为现有井下定位的有效补充,提高人员定位精确度。     

Proposal for Efficient Routing Protocol for Wireless Sensor Network in Coal Mine Goaf

The existing uneven clustering algorithm have disadvantages of coal mine with long strip structure. This paper proposed a UCEB-CMF protocol to improve the safety of coal mine monitoring system. The new protocol optimize the selection mechanism of the cluster head, avoid the lower residual energy nodes become the cluster head. Improve the calculation method of non-uniform competition radius and the competition way of the candidate cluster head, so the new protocol can ensure the node which close to the Sink node and has the more energy to priority become the cluster head. Propose a multipath routing algorithm according to the characteristics of the node in the coal mine goaf is die easily, it can ensure the persistence of the data transmission. Simulation results show that the routing protocol effectively balances the energy consumption among cluster heads and achieves an obvious improvement on the network life time.     

煤矿井下高精度定位节点设计

针对现有RFID定位系统定位精度不足的问题,设计了一种基于Chirp 扩频（chirp spread spectrum, CSS）技术的精确定位节点。该节点核心部件由NA5TR1芯片、控制器-STM32L单片机系统,以及具有低压差、低功耗性能的LDO电源芯片所构成,在煤矿井下恶劣环境中使用此节点进行定位,其覆盖距离能够达到150 m以上,定位精度能够达到3m以内。     

融合神经网络和指纹的可见光定位算法研究

针对人们对室内定位需求的不断提高,以及现有室内定位算法定位精度不高等问题,提出了一种融合神经网络和可见光指纹的室内高精度定位算法。该算法利用反向传播神经网络(BPNN)确定待测目标的粗略位置,并以其预测坐标和最大误差作为约束条件,进行指纹匹配以确定待测目标精确位置。仿真结果表明,该算法平均定位误差为1.5cm,具有一定的应用价值。     

一种改进两步加权最小二乘的TDOA定位算法

现有的两步加权最小二乘水下声源定位算法中,两步法处理均存在平方以及开方等非线性运算忽略了二阶误差项,导致定位精度下降。提出了一种改进的两步加权最小二乘算法,首先引入时差方程,构建新的定位方程,初步估计出声源位置;接着引入中间变量并进行泰勒展开,利用中间变量与声源位置误差之间的非线性关系构建定位方程,对声源位置初步估计值进行校正,有效避免了二阶误差项的丢失,得到了更加精确的估计结果。通过与克拉美罗下界进行比较,验证了算法性能的同时进一步提升了算法定位精度。     

与强度无关的位置指纹在线定位改进算法

将现有的研究较热的固定发射端、定位接收端的室内位置指纹定位系统应用到固定接收端、定位发射端的室内无线电干扰源定位中,研究了一种考虑干扰源发射强度的在线定位算法,以克服直接使用以一固定发射强度信号源建立的指纹数据库和现有的在线定位方法无法实现对不同发射强度干扰源定位问题。在分析信号传播模型和现有在线定位方法的基础上,利用强度差的均方差进行定位计算。给出了算法实现依据和流程,对改进的算法进行了仿真和实验验证,结果证明了改进算法的实用性。同时,改进算法的思想对现有的考虑接收端异质的位置指纹定位系统也有一定的指导意义。     

基于二级定位的编码信道信息隐藏算法

分析了以编码信道为载体的信息隐藏算法及容量,指出现有算法存在的问题,提出了一种结合容量上限判断的基于二级定位的信息隐藏算法。所提算法在秘密信息嵌入前首先计算系统隐藏容量上限,并判断是否超出;接着在嵌入位置选择过程中引入二级定位以及循环移位机制。仿真结果表明,相比已有算法,所提算法能较好地避免因隐藏容量过大而导致秘密通道暴露的风险;同时通过二级定位及循环移位机制提高嵌入位置的随机性,避免秘密信息相互覆盖,提升信息隐藏性能。     

一种新的GNSS快速定位算法

GNSS定位的经典算法Gauss-Newton迭代法对初始位置依赖性强,若初值设置不当则迭代次数增加,而每次迭代涉及矩阵乘法和矩阵求逆,计算量剧增,直接影响系统冷启动首次定位时间。直接解算定位法无需初值和迭代计算,计算量小但定位精度较差。针对上述问题,本文提出了一种两步快速定位法,首先用直接解算法解算出用户的概略位置,然后将距离方程组在该位置处进行泰勒展开,用加权最小二乘算法计算用户位置的修正量,概略位置修正后即为用户位置。新算法与传统Gauss-Newton迭代定位算法相比,在保证相同定位精度前提下大幅降低运算量,具有重要的工程意义。仿真结果证明了新算法的有效性。      

高精度无源定位技术的研究

通过对现有的无线网络定位技术(包括网络定位、终端定位、有源定位、无源定位)和各种定位算法(包括具有解析表达式解的算法、递归算法)的深入研究和分析,提出一种高精度的无源定位技术方案。这种定位技术采用无源网络定位模式,同时计算多个TDOA值,由地面定位站根据多个TDOA值解算出位置,以提高定位精度。面对用户对定位精度要求的日益提高,高精度地面无源定位系统将会有广大的市场前景。