摘要
由于我国煤矿环境复杂,条件特殊,井上无法实时掌握井下人员的位置信息。特别是当煤矿井下发生灾害后,搜救工作难以开展。另一方面,在我国发生的特大煤矿事故中,有很大比例是由环境因素造成的。但是,目前的监控系统对于矿井工人来说都是被动感知。因此,本文结合这两种情况,从煤矿物联网应用出发,结合感知矿山建设的核心问题,设计了智能定位终端,对人员进行实时定位,同时感知井下人员周围的环境。 结合煤矿物联网应用模型,比较现有无线通信方案,确定采用Wi-Fi无线技术,介绍基于Wi-Fi的定位方法,并且确定了基于RSSI的定位方法。设计了智能定位系统架构图,并对软硬件进行设计实现。 分析了煤矿巷道下无线信号的传播情况,为定位算法的研究提供了基础。为实现井下全覆盖的定位功能,在位置指纹技术的基础上,研究了全覆盖的定位算法。在建立指纹库时,采用高斯模型对采样数据进行修正。在实时定位阶段,采用经典的 K邻近匹配算法,并采用基于时间的补偿算法进行修正。根据实际应用情况,提出了补充盲区定位算法。将盲区定义为半盲区和全盲区,对半盲区提出线性插值预测算法,对全盲区提出了基于历史运动的预测模型,并进行仿真验证。实验证明,在盲区中,最大定位误差为8.7米。
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