煤矿井下人员定位算法的设计与zigbee实现

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3、IIIIIIIIIIIIIIIIIIIlY2738526DesignmentandImplementationofMiningPersonnelPositioningAlgorithmTypeofDegree苎曼塾Q!煎堡垒亘2曼g壁星曼．Candidate：H丛坌墨g旦Q堕星iStudentNumber一．Q墨Q垒!Q垒SupervisorandProfessionalTitlePro．ZhouShaowuPracticeMentorandProfessionalTitleDate丛亟丝h3Q虫，2Q!!UniversityHunanUniversityofScienceandT

4、echnology．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．——万方数据学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。储签名：甍薄猷日期：≯脾f月尹口日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将

5、本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名磊博钛锄鲐(1承日期：矽八年}月夕。日日期：功f年岁月岁。日万方数据摘要为改善并最终解决我国煤炭开采技术落后，煤矿安全事故多的问题，本文通过对国内外煤矿井下安全技术和设备的对比研究，首先确定了以无线传感器网络构建井下人员定位系统这一目标，并选择了适合煤矿井下环境通信及定位的Zigbee无线通信技术作为本文的技术基础。本文通过对无线传感器网络中的节点定位算法机理和性能的分析，结合对煤矿井下定位环境的理解，阐明了在井下环境中非测距定位算法的优势。通过对现有非测距

6、定位算法的研究和改进，提出了一种基于Zigbee的热点簇中心定位算法(HCCS)。本算法是以节点接收信号强度指标(RSSI)为定位依据的一种分布式非测距定位算法，具有硬件依赖低、计算复杂度低、精确性高等优点，并以一系列仿真结果客观的分析和证明了HCCS的优势。本文还通过对现有各大厂商的Zigbee定位解决方案的分析，最终确定以Ti公司的CC2430／CC2431芯片为核心建立定系统。经过对CC2430／CC2431硬件结构和Zigbee协议的分析，分别设计定位系统中的信标节点、移动节点和协调器节点，并为它们分别设计了系统软件，从而实现了基于Zigbee的人员定位网络。还通过对节点布设评价指标的

7、分析，结合节点覆盖模型和能量消耗理论，给出了基于Zigbee的井下人员定位系统节点布设的原则。关键词：无线传感器网络；Zigbee技术；HCCS；簇；节点部署万方数据ABSTRACTAimingtoimprovethelag—behindcoal-miningtechnologyandreducethefrequentoccurrenceofsafetyincidencestotheminimum，thisthesismadeananalyzingresearchforthedomesticdownholesecuritytechnologyanddevicesaswellasthoseuse

8、doverseas．Therefore，thereachtargetisfixedonstructuringtheminingpersonnelpositioningsystembyusingthenetworksofwirelesssensor．Atthesametime，thisthesischoseZigbeeasthetechnicalbasisofthisresearch，becausethiswirelesscommunicationtechnologyisapplicableforthedownholecommunicationenvironmentandpositioning．

9、Thisthesisisdonethroughanalyzingthemechanismandperformanceofpositioningalgorithmforwirelesssensornetworknodes，withtheunderstandingofdownholepositioningenvironment,illustratingtheadvantagesofrange-free