基于zigbee網(wǎng)絡(luò)的井下人員定位技術(shù)研究

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1、類號(hào)：TP399學(xué)校代號(hào)：10109密級(jí)：公開TaiyuanUniversityofScience&Technology碩士學(xué)位論文THESISOFMASTERDEGREE(專業(yè)型）基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的井下人員定位論文題目:技術(shù)研究____________________研究生姓名：植宇_________________________指導(dǎo)教師：楊曉梅副教授潘理虎副教授工程領(lǐng)域/專業(yè):軟件工程_______________________學(xué)習(xí)年限:2012年9月一2015年7月論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果

2、。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫的研宄成果。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。本聲明產(chǎn)生的法律后果由本人承擔(dān)。論文作者簽名：___________日期：>丨“分類號(hào)：TP399學(xué)校代碼：10109密級(jí)：公開太原科技大學(xué)碩士學(xué)位論文（專業(yè)型）學(xué)位論文題目：基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的井下人員定位技術(shù)研究研究生姓名：植宇導(dǎo)師姓名及職稱：楊曉梅(副教授)潘理虎(副教授)培養(yǎng)單位：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院學(xué)科專業(yè)：軟件工程論文提交日期：2015年5月論文答辯日期：2015年5月31日答辯委員會(huì)

3、主席：宋文愛教授I中文摘要目前，國(guó)內(nèi)煤礦普遍采用區(qū)域人員定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)井下工作人員的活動(dòng)定位。但由于精度不高，僅能判斷工作人員的活動(dòng)區(qū)域，因而發(fā)揮的作用有限。因此，煤礦井下精確定位技術(shù)成為研究的熱點(diǎn)。研究煤礦井下精確人員定位系統(tǒng)，可及時(shí)掌握礦工工作軌跡，并對(duì)災(zāi)難發(fā)生后救援與人員自救具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義?；赯igBee技術(shù)，本課題主要進(jìn)行了以下工作：針對(duì)ZigBee分布式地址分配機(jī)制的不足，限制了加入網(wǎng)絡(luò)的井下工作人員數(shù)量，導(dǎo)致因井下工作人員攜帶的未知節(jié)點(diǎn)設(shè)備不能加入網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生井下少數(shù)人員定位信息遺漏的現(xiàn)象，研究出密集區(qū)人員入網(wǎng)算法，從選擇合適的轉(zhuǎn)移節(jié)點(diǎn)角度出發(fā)，對(duì)

4、已有CIM算法進(jìn)行改進(jìn)，改善遺漏人員位置信息的現(xiàn)象。在研究基于測(cè)距和非測(cè)距的定位算法基礎(chǔ)上，分析出采用RSSI技術(shù)的算法容易受環(huán)境因素影響。為了使定位算法適應(yīng)井下復(fù)雜環(huán)境，構(gòu)建一種適應(yīng)環(huán)境的RSSI測(cè)距模型EADM，用于確定實(shí)際的環(huán)境參數(shù)。為了提高算法的精確度，給出基于路徑衰減參數(shù)的加權(quán)似然估計(jì)的定位算法，對(duì)極大似然算法進(jìn)行了改進(jìn)。在主巷道區(qū)，礦工人員經(jīng)常密集工作。針對(duì)距離很近的工作人員之間通信很可能出現(xiàn)信號(hào)沖突問(wèn)題，本文采用組團(tuán)協(xié)議解決這個(gè)問(wèn)題。對(duì)比WSN通訊技術(shù)性能，針對(duì)復(fù)雜多變的礦井環(huán)境，選用ZigBee無(wú)線技術(shù)實(shí)現(xiàn)煤礦主巷道區(qū)域的人員定位系統(tǒng)。根據(jù)人員定位系統(tǒng)

5、中節(jié)點(diǎn)設(shè)備的功能，以及定位系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)設(shè)備的硬件組成結(jié)構(gòu)，采用CC2530芯片為定位系統(tǒng)的核心處理器模塊。在IAREmbeddedWorkbench的集成環(huán)境下完成各類節(jié)點(diǎn)的功能編寫和流程設(shè)計(jì)，在演示軟件模型中展示實(shí)時(shí)定位多個(gè)人員位置的功能，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下驗(yàn)證了定位算法的可行性及定位算法的有效性。關(guān)鍵詞：井下人員定位；分布式地址分配機(jī)制；RSSI測(cè)距；EADM模型IIIABSTRACTAtpresent,regionalpersonnelpositioningsystemiswidelyusedinthefieldofdomesticcoal,toachievethel

6、ocalizationofundergroundstaffactivities.Itcanonlyjudgetheactivityareaofstaff,butitsprecisionisnothigh,playingalimitedrole.Thus,accuratepositioningtechnologyisbecomingahotresearchinthemine.Researchofprecisepersonnelpositioningsysteminmine,canachievetheundergroundstafflocationintime.Thisr

7、esearchisofgreatrealmeaningforundergroundstaffrescueafterdisasterandself-help.BasedonZigBeetechnology,thispapermainlycarriedoutthefollowing:DuetotheshortageofZigBeedistributedaddressassignmentmechanism,itlimitsthenumberofundergroundstaffjoinedthenetwork.Thereexitsaninevitableph