基于zigbee网络的井下人员定位技术研究

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1、类号：TP399学校代号：10109密级：公开TaiyuanUniversityofScience&Technology硕士学位论文THESISOFMASTERDEGREE(专业型）基于ZigBee网络的井下人员定位论文题目:技术研究____________________研究生姓名：植宇_________________________指导教师：杨晓梅副教授潘理虎副教授工程领域/专业:软件工程_______________________学习年限:2012年9月一2015年7月论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果

2、。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研宄成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本声明产生的法律后果由本人承担。论文作者签名：___________日期：>丨“分类号：TP399学校代码：10109密级：公开太原科技大学硕士学位论文（专业型）学位论文题目：基于ZigBee网络的井下人员定位技术研究研究生姓名：植宇导师姓名及职称：杨晓梅(副教授)潘理虎(副教授)培养单位：计算机科学与技术学院学科专业：软件工程论文提交日期：2015年5月论文答辩日期：2015年5月31日答辩委员会

3、主席：宋文爱教授I中文摘要目前，国内煤矿普遍采用区域人员定位系统，实现对井下工作人员的活动定位。但由于精度不高，仅能判断工作人员的活动区域，因而发挥的作用有限。因此，煤矿井下精确定位技术成为研究的热点。研究煤矿井下精确人员定位系统，可及时掌握矿工工作轨迹，并对灾难发生后救援与人员自救具有极其重要的现实意义。基于ZigBee技术，本课题主要进行了以下工作：针对ZigBee分布式地址分配机制的不足，限制了加入网络的井下工作人员数量，导致因井下工作人员携带的未知节点设备不能加入网络产生井下少数人员定位信息遗漏的现象，研究出密集区人员入网算法，从选择合适的转移节点角度出发，对

4、已有CIM算法进行改进，改善遗漏人员位置信息的现象。在研究基于测距和非测距的定位算法基础上，分析出采用RSSI技术的算法容易受环境因素影响。为了使定位算法适应井下复杂环境，构建一种适应环境的RSSI测距模型EADM，用于确定实际的环境参数。为了提高算法的精确度，给出基于路径衰减参数的加权似然估计的定位算法，对极大似然算法进行了改进。在主巷道区，矿工人员经常密集工作。针对距离很近的工作人员之间通信很可能出现信号冲突问题，本文采用组团协议解决这个问题。对比WSN通讯技术性能，针对复杂多变的矿井环境，选用ZigBee无线技术实现煤矿主巷道区域的人员定位系统。根据人员定位系统

5、中节点设备的功能，以及定位系统的节点设备的硬件组成结构，采用CC2530芯片为定位系统的核心处理器模块。在IAREmbeddedWorkbench的集成环境下完成各类节点的功能编写和流程设计，在演示软件模型中展示实时定位多个人员位置的功能，在实验室环境下验证了定位算法的可行性及定位算法的有效性。关键词：井下人员定位；分布式地址分配机制；RSSI测距；EADM模型IIIABSTRACTAtpresent,regionalpersonnelpositioningsystemiswidelyusedinthefieldofdomesticcoal,toachievethel

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

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