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，進一步研究高魯棒性、高可靠性的井下人員定位算法對于決策指揮者獲取準確的井下信息至關(guān)重要。本文參考了國家標準礦井結(jié)構(gòu)圖，且實地考查了復(fù)雜的井下環(huán)境。
　　 首先，由于RSSI測距誤差受環(huán)境因子影響較大，APIT節(jié)點定位算法中迭代次數(shù)對測距誤差累積，形成定位估計偏差較大；其次，井下人員定位監(jiān)測的目標區(qū)域比較大，PSO節(jié)點定位算法容易出現(xiàn)個別粒子在某一解空間重復(fù)搜索的現(xiàn)象，導(dǎo)致wsN時間延遲

2、；最后，由于未知節(jié)點的移動性，沿巷道固定安裝錨節(jié)點，可能出現(xiàn)錨節(jié)點對未知節(jié)點的覆蓋率低的情況。
　　 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?；顒右?guī)律。
　　 (2)研究了WSN常用覆蓋算法及性能評價指標，分析了錨節(jié)點對移動未知節(jié)點覆蓋效率，提出基于虛擬方格區(qū)域密度覆蓋算法，該算法首先將目標區(qū)域劃分為熱點區(qū)域、稀疏區(qū)域、一般區(qū)域；然后利用區(qū)域密度對

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)點的位置，達到對邊界處和三角區(qū)域的未知節(jié)點有效覆蓋，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)點對目標區(qū)域的覆蓋模式，隨時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)控人員要求隨時掌握礦工的活動信息。
　　 (4)本文重點研究了

4、PSO節(jié)點定位算法，并結(jié)臺井下人員定位技術(shù)需求，對PSO節(jié)點定位算法做了相應(yīng)的改進，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)測節(jié)點可能區(qū)域，縮小了PSO優(yōu)化算法解空間的范圍，同時使節(jié)點在較小的范圍內(nèi)進行精細搜索，提高節(jié)點的定位精度；避免了APIT節(jié)點定位迭代次數(shù)對測距誤差累積，有效解決了未知節(jié)