無線傳感器網(wǎng)絡(luò)井下人員定位技術(shù)研究.pdf

1、定位算法是井下人員定位系統(tǒng)的基礎(chǔ)工作，因此，進(jìn)一步研究高魯棒性、高可靠性的井下人員定位算法對(duì)于決策指揮者獲取準(zhǔn)確的井下信息至關(guān)重要。本文參考了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)礦井結(jié)構(gòu)圖，且實(shí)地考查了復(fù)雜的井下環(huán)境。
　　 首先，由于RSSI測(cè)距誤差受環(huán)境因子影響較大，APIT節(jié)點(diǎn)定位算法中迭代次數(shù)對(duì)測(cè)距誤差累積，形成定位估計(jì)偏差較大；其次，井下人員定位監(jiān)測(cè)的目標(biāo)區(qū)域比較大，PSO節(jié)點(diǎn)定位算法容易出現(xiàn)個(gè)別粒子在某一解空間重復(fù)搜索的現(xiàn)象，導(dǎo)致wsN時(shí)間延遲

2、；最后，由于未知節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性，沿巷道固定安裝錨節(jié)點(diǎn)，可能出現(xiàn)錨節(jié)點(diǎn)對(duì)未知節(jié)點(diǎn)的覆蓋率低的情況。
　　 本文主要的工作如下：
　　 (1)研究目前山西省井下人員定位存在的問題，分析礦井結(jié)構(gòu)圖、人員工作環(huán)境及日?；顒?dòng)規(guī)律。
　　 (2)研究了WSN常用覆蓋算法及性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，分析了錨節(jié)點(diǎn)對(duì)移動(dòng)未知節(jié)點(diǎn)覆蓋效率，提出基于虛擬方格區(qū)域密度覆蓋算法，該算法首先將目標(biāo)區(qū)域劃分為熱點(diǎn)區(qū)域、稀疏區(qū)域、一般區(qū)域；然后利用區(qū)域密度對(duì)

3、虛擬力引力、斥力、邊界力系數(shù)更新，在虛擬力作用下重新調(diào)整錨節(jié)點(diǎn)的位置，達(dá)到對(duì)邊界處和三角區(qū)域的未知節(jié)點(diǎn)有效覆蓋，消除邊界處的視野盲區(qū)。
　　 (3)分析了井下人員定位系統(tǒng)對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)需求，從井下定位系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理員和地面監(jiān)控人員兩個(gè)角度分析。井下定位系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理員需要確定錨節(jié)點(diǎn)對(duì)目標(biāo)區(qū)域的覆蓋模式，隨時(shí)掌握目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位精度和覆蓋效率；地面監(jiān)控人員要求隨時(shí)掌握礦工的活動(dòng)信息。
　　 (4)本文重點(diǎn)研究了

4、PSO節(jié)點(diǎn)定位算法，并結(jié)臺(tái)井下人員定位技術(shù)需求，對(duì)PSO節(jié)點(diǎn)定位算法做了相應(yīng)的改進(jìn)，提出了可能區(qū)域多跳粒子群定位算法(PAH-PSO Probaability Area HopSize Particular Swarm Optimization)，該算法利用最小二乘法預(yù)測(cè)節(jié)點(diǎn)可能區(qū)域，縮小了PSO優(yōu)化算法解空間的范圍，同時(shí)使節(jié)點(diǎn)在較小的范圍內(nèi)進(jìn)行精細(xì)搜索，提高節(jié)點(diǎn)的定位精度；避免了APIT節(jié)點(diǎn)定位迭代次數(shù)對(duì)測(cè)距誤差累積，有效解決了未知節(jié)