【摘 要】
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井下开采环境极其恶劣和复杂,国家和政府非常重视和关注井下开采的安全性。一旦发生意外,不仅关系到救援的高效性和准确性,而且关系到井下工作人员生命财产安全。在这个大环
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井下开采环境极其恶劣和复杂,国家和政府非常重视和关注井下开采的安全性。一旦发生意外,不仅关系到救援的高效性和准确性,而且关系到井下工作人员生命财产安全。在这个大环境下,井下人员定位算法的研究显得尤为重要。现有的定位算法有的定位精度不高,有的需要增加额外的硬件,有的抗干扰性不好,因此需要对现有算法进行改进。本文给出改进DV-HOP算法与DV-HOP和RSSI结合的改进算法,仿真和分析验证了改进后算法的有效性。首先,分析了井下人员定位算法的国内外研究现状,介绍了ZigBee技术,和无线传感网络节点定位算法,对比并分析无线传感网络节点定位算法中的基于测距算法和基于非测距算法的优缺点。其次,针对经典DV-HOP定位算法在估算跳距和坐标时存在一定的误差,给出改进跳距和估计坐标的DV-HOP算法。改进算法在经典DV-HOP定位算法的第二阶段对平均每跳距离进行加权处理来提高平均每跳距离的精度,在经典DV-HOP定位算法的第三阶段引入一种检验算法使估算出的未知点坐标与真实的未知点坐标更加接近。仿真分析验证了改进后的算法提高了定位精度,减少了定位误差。再次,给出DV-HOP和RSSI结合的改进算法,该改进算法通过前馈神经网络训练获得网络模型,采用DV-HOP和RSSI算法结合计算未知节点和锚节点之间的距离,把这个距离输入到已经训练好的网络模型中,得到未知节点的位置信息。仿真实验和数据分析证实了该改进算法的有效性,并且具有一定的抗干扰性。最后,对改进DV-HOP算法与DV-HOP和RSSI结合的改进算法进行软硬件设计,选择CC2530模块实现改进DV-HOP算法以及DV-HOP和RSSI结合的改进算法的定位效果,数据测量和分析进一步验证了改进算法的可行性。
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