煤矿井下无线传感器网络节点准确定位技术研究与实现.pdf

煤矿井下安全生产一直以来都是国家重点强调的问题，监管力度不断加强，国家财力和物力投入不断加大。但目前井下安全监测系统并不完善，一旦发生重大事故，由于井下环境的限制使得救援行动仍处于被动状态，究其根本原因是无法准确掌握事故及被困人员所在位置，结果造成重大人员和财产损失。因此，本文结合煤矿井下应用环境，重点研究基于校正测距的三边质心定位技术。　　整个定位研究以无线传感器网络技术为基础，以无线传感器网络实验开发平台为依托逐步展开。第一，结合测距理论模型，使用协议分析仪监测出环境参数和。第二，使用对数正态分布模型确定实际环境中与距离之间的关系，进而完成实验环境节点布置。第三，结合具体应用环境，讨论普通测距技术和三边测量定位算法，并分别指出两种技术的测距和定位误差均较大，不易直接使用。第四，使用高斯理论模型，过滤小概率事件，校正测量值，减小测距误差再结合非测距质心算法，改进三边测量定位技术，减少定位误差，提高定位准确性。最后，通过对普通测距定位、校正测距定位和实验平台提供的定位引擎定位的性能进行比较，可知本文提出的基于校正测距的三边质心定位技术实现简单、误差最低、性能最好、实用性较强。　　本文最后，结合实际应用，围绕芯片特性，设计实现无线传感器网络定位节点硬件电路。并基于协议栈，准确把握建网、入网、退网和网络路由等操作过程，运用校正测距的三边质心定位算法设计实现定位系统软件流程。