基于透地通信系统的井下人员定位技术研究

《基于透地通信系统的井下人员定位技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：密级：ＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文基于透地通信系统的井下人员定位技术研究硕士研究生：刘宇佳指导教师：李志刚副教授学科、专业：信息与通信工程论文主审人：薛伟教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：ＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文基于透地通信系统的井下人员定位技术研究硕士研究生：刘宇佳指导教师：李志刚副教授学位级别：工学硕士学科、专业：信息与通信工程所在单位：信息与通信工程学院论文提交日期：2018年3月14日论文答辩日期：2018年3月11日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.En

2、gResearchonUndergroundPersonnelPositioningTechnologyBasedonThrough-the-earthCommunicationSystemCandidate:LiuYujiaSupervisor:Prof.LiZhigangAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringEngineeringField:InformationandCommunicationEngineeringDateofSubmission:March14,2018DateofOralExamination:March11,

3、2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。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结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨

4、工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日基于透地通信系统的井下人员定位技术研究摘要随着国家对矿业安全监管的重视，用于矿井应急救援的现代化电子

5、设备愈发体现其重要性。目前国内外大多数井下人员定位系统均采用铺设电缆与RFID节点的方式，建立地面监控室与井下的通信连接。该方案不仅加大了系统安装的成本，并且当矿难发生时易遭到破坏。一旦有线连接中断，井下的定位设备将全部失效。本文通过研究矿井的信道环境以及透地通信技术的特点，以ZigBee技术为核心提出了一套井下无线网络设计方案，能够与透地通信系统相结合，在有线通信中断的情况下实现对井下作业人员的定位与调度。课题完成的主要研究工作如下：（1）简要介绍了传导电流场通信技术的相关原理，通过理论公式与仿真分析了透地通信的特点，并在实际矿井环境中进行了外场信道测试，总结了透地通信的信道特性以及

6、矿井环境下对系统的设计需求，为后续系统实现方案提供依据。（2）针对应急透地通信的信道特性，选用了ZigBee技术作为井下无线网络的实现方案。介绍了ZigBee技术的概念与特点，详细论述了其网络中的设备类型、拓扑结构与地址分配机制，提出了利用各设备间信号接收强度RSSI结合三边加权定位算法进行节点定位的方法，以及在井下具体环境中的定位实现方案。（3）在理论分析的基础上设计了一套基于ZigBee技术的井下人员定位系统，介绍了各系统部分功能的硬件电路设计方案，展示了硬件实现成果。（4）完成了软件程序的设计，在IAR开发工具下利用C语言完成了ZigBee程序的开发，并通过WPF编写了上位机界面

7、。详细阐述了各设备的软件工作流程，设计了一套针对低信息速率情况下的透地通信协议。（5）文章最后对系统进行了实验室环境下的实测与调试，并说明了目前存在的不足之处，并对今后可能的改进方法做出了说明。关键词：ZigBee；透地通信；三边法定位；RSSI基于透地通信系统的井下人员定位技术研究ABSTRACTAsthestateattachesimportancetothesupervisionofminingsafety,modernelectroni