基于无线传感器网络的矿井人员定位系统研究

摘要

井下安全监控系统一方面可以保证井下物资调度的有序性，另一方面也对井下的安全生产起到了重要作用。井下定位系统作为井下安全监控系统中不可或缺的一部分，能够实现对井下工作人员位置的实时定位和跟踪。针对目前井下定位系统存在的定位精度差和通信可靠性低等问题，利用无线传感器网络技术，建立无线传感器网络，实时监测井下工作环境，实现对井下紧急情况的预警并处理，对于井下人员安全保障有着重要的意义。
　　本文主要研究内容如下:
　　(1)分析了井下定位系统结构与特点，建立了基于无线传感器的传输损耗参考模型，为井下定位算法的设计奠定基础。
　　(2)研究了基于无线传感器网络的井下定位算法。利用无线传感器网络实时感知的位置信息，设计了基于卡尔曼滤波的质心定位算法，实现对井下工作人员实时定位与跟踪，并进行了仿真验证。
　　(3)研究了提高系统通信可靠性的传输控制算法。针对井下定位系统中因数据量大而导致的通信可靠性低问题，设计了基于RBF神经网络的自适应滑模路由控制算法，该算法能够有效控制路由传输过程中缓冲区队列长度，减少数据在路由传输过程中数据丢失，有效提高了通信过程中路由数据的可靠传输，并进行了仿真验证。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 井下系统的研究现状

1．2．1 国外井下系统研究发展现状

1．2．2 国内井下系统研究的发展现状

1．3 并下定位系统的研究现状

1．4 本文主要研究和工作安排

第二章 井下定位系统分析与建模

2．1 无线定位技术分析

2．2 井下定位系统分析

2．3 井下定位系统建模

2．4 定位系统传输损耗参考模型的建立

2．5 本章小结

第三章 基于无线传感器网络的井下定位算法设计

3．1 卡尔曼滤波器的设计

3．2 基于卡尔曼滤波的质心定位算法设计

3．3 仿真分析

3．4 本章小结

第四章 井下定位系统中路由控制算法设计

4．1 路由传输控制原理

4．2 基于RBF神经网络自适应滑模路由控制算法设计

4．2．1 路由传输队列模型的建立

4．2．2 基于不确定性上边界项的自适应滑模算法设计

4．2．3 基于RBF神经网络的自适应滑模算法设计

4．3 仿真分析

4．4 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 全文总结

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况