杨桃直播平台官方app下载-杨桃直播最新下载安装-杨桃直播软件下载安卓手机

――張治斌  徐小玲  閻連龍

目的

　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國對(duì)煤炭的需求量逐年增加,然而我國煤炭開采的安全狀況不容樂觀,特別是瓦斯爆炸事故不斷發(fā)生。傳統(tǒng)的煤礦井下人員定位系統(tǒng)主要采用有線網(wǎng)絡(luò)的連接方式,但是有線傳輸方式在時(shí)間和空間上都受到很大約束。因此，提出了基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的煤礦井下人員定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

方法

　　通過將系統(tǒng)采用固定節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)人員節(jié)點(diǎn)相結(jié)合的方式，完成井下人員數(shù)據(jù)采集和傳輸。其中，人員定位方法一直是研究的重點(diǎn)。根據(jù)對(duì)常有無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位方法的分析，采用RSSI定位方法與非測距定位算法中的質(zhì)心定位算法相結(jié)合的方法以適合井下大規(guī)模低能耗的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。算法主要分為三個(gè)部分：1.分析信號(hào)傳播模型和煤礦內(nèi)部環(huán)境，采用屏蔽模型來進(jìn)行描述煤礦安全監(jiān)測布局中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間傳輸。并通過實(shí)際測量來確定屏蔽模型中的參數(shù)設(shè)置。2.RSSI測距數(shù)據(jù)，通過采用CC2430中的RSSI測定功能，分析環(huán)境中多徑效應(yīng)、節(jié)點(diǎn)自身增益等對(duì)RSSI值參數(shù)的影響，采用matlab多項(xiàng)式擬合方式來確定RSSI與距離之間的關(guān)系。3.未知節(jié)點(diǎn)與錨節(jié)點(diǎn)之間距離的校正。計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)與固定錨節(jié)點(diǎn)的距離時(shí), 以固定錨節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的距離和測量的RSSI值作為參考, 考慮固定錨節(jié)點(diǎn)之間的距離和信號(hào)強(qiáng)度信息對(duì)固定錨節(jié)點(diǎn)的權(quán)值進(jìn)行校正, 從而提高算法的精度。4.改進(jìn)加權(quán)質(zhì)心算法。首先將未知節(jié)點(diǎn)接收到的所有固定錨節(jié)點(diǎn)的RSSI值進(jìn)行分析排序, 采用RSSI值大的前幾個(gè)錨節(jié)點(diǎn)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)定位計(jì)算。體現(xiàn)出距離未知節(jié)點(diǎn)距離近的錨節(jié)點(diǎn)的權(quán)值大, 其誤差會(huì)比較小，而距離未知節(jié)點(diǎn)距離遠(yuǎn)的錨節(jié)點(diǎn)的權(quán)重小, 其誤差會(huì)比較大, 顯然這樣選擇加權(quán)因子能體現(xiàn)各個(gè)錨節(jié)點(diǎn)對(duì)于未知節(jié)點(diǎn)的決定權(quán)的大小, 其約束力符合加權(quán)質(zhì)心算法的要求。

結(jié)果

　　采用Matlab進(jìn)行定位仿真, 檢驗(yàn)算法性能.首先采用一個(gè)30 m×40 m的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行仿真.將錨節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)定為4個(gè)頂點(diǎn), 在這個(gè)區(qū)域內(nèi),任取格點(diǎn)(10, 10), (10, 20), (10,30), (20, 10), (20, 20), (20, 30)為未知節(jié)點(diǎn)的位置, 進(jìn)行定位計(jì)算. 當(dāng)錨節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)不變時(shí), 質(zhì)心算法對(duì)不同位置的未知節(jié)點(diǎn)定位誤差影響較大, 而改進(jìn)后的算法有更好的定位精度。其次, 通過固定一個(gè)未知節(jié)點(diǎn)位置為(20, 20)和增加的錨節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)來檢測基于RSSI檢驗(yàn)的加權(quán)質(zhì)心算法與加權(quán)質(zhì)心算法的定位誤差.實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出, 基于RSSI檢驗(yàn)的加權(quán)質(zhì)心算法的定位誤差低于加權(quán)質(zhì)心算法的定位誤差, 當(dāng)錨節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)大于2個(gè)時(shí), 節(jié)點(diǎn)位置誤差低于5 m, 因此, 在實(shí)際測量中, 一般要求未知節(jié)點(diǎn)至少能與3個(gè)節(jié)點(diǎn)保持通信, 從而提高定位精度.在實(shí)驗(yàn)過程中, 可以固定兩錨節(jié)點(diǎn)例如(0, 0), (40, 30), 移動(dòng)兩錨節(jié)點(diǎn)(0, 30), (40, 0), 錨節(jié)點(diǎn)的位置由矩形向鋸齒型再到直線的變化過程中, 計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)定位誤差, 可知定位誤差逐漸增加.因此在定位精度允許的范圍內(nèi), 可以將錨節(jié)點(diǎn)位置布置成直線形式, 從而降低錨節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。

結(jié)論

　　根據(jù)目標(biāo)定位中的低成本、低通信開銷、高準(zhǔn)確度的要求, 提出基于RSSI檢驗(yàn)的加權(quán)質(zhì)心定位方法。它綜合了基于測距的定位和非測距的定位, 克服了定位算法對(duì)硬件的額外需求和通信開銷大的缺點(diǎn), 提高了定位精度。