[00318469]无线传感网络定位跟踪技术在煤矿企业中的应用研究

项目简介：
本项目在井下部署无线传感器节点连接，形成的一个多跳、自组织的人员定位网络的可行性和关键技术。设计基于Zigbee技术开发无线传感网络的网络协调器、路由器和终端设备。通过这些基础设备架构无线传感网络定位跟踪技术的硬件平台；采用基于信号强度的距离测距机制构建巷道RSSI网格与质心算法混合定位策略，在不提高硬件成本的前提下，实现精确定位，并重点研究该定位算法的具体实现。开发基于PC的上位机跟踪定位分析系统，可以显示被定位跟踪目标的位置、与各个跟踪目标进行数据通讯，同时支持对井下各通讯节点组网方式的动态调整。将无线传感网络技术运用于煤矿企业的井下人员的定位跟踪，可大大提高了煤矿企业安全生产水平。具体包括以下几个方面：
(1) 研究分析目前常用的距离测量方法，确定了无需增加额外的硬件的RSSI距离测量方法。
(2) 研究分析了多种定位算法，建立基于信号强度的全巷道网格，实现定位测距判定，并混合质心法确定人员坐标。通过数值仿真验证和现场测试达到0.5米以内的定位精度。
(3) 设计基于JENNIC5139的无线传感网络硬件平台，开发了无线接入网络节点、路由节点、定位节点等硬件设备。
(4) 开发JENNIC5139无线传感网络硬件平台各个节点的应用程序和通信程序。
(5) 开发了煤矿井下人员定位系统的上位机监控程序，并实现了上述定位算法和功能。
煤矿井下人员定位系统由三大部分组成：井上监控中心、井下定位基站、人员定位终端设备。井上监控中心通过LAN连接到井下中心站，井下中心站通过无线网络与井下各定位基站通讯，定位基站与人员定位终端进行无线网络通讯建立数据连接，架构底层的无线数据通讯平台。