一种基于无线传感网络的矿山井下定位系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105682220A(43)申请公布日2016.06.15(21)申请号201610068403.9(22)申请日2016.02.01(71)申请人甘肃有色冶金职业技术学院地址737100甘肃省金昌市金川区天津路101号甘肃有色冶金职业技术学院(72)发明人高立兵蒲济林刘瑜苏军德张峰儒周建基(74)专利代理机构北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙)11350代理人汤东凤(51)Int.Cl.H04W64/00(2009.01)H04W84/18(2009.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种基于无线传感网络的矿山井下定位系统(57)摘要本发明涉及无线定位技术领域，提供了一种基于无线传感网络的矿山井下定位系统，包括定位系统服务器、总线、定位基站、移动无线定位机；移动无线定位机与定位基站无线连接，多个定位基站组成定位基站网路，定位基站网络与总线连接，总线通过传输接口与定位系统服务器连接；移动无线定位机的定位算法为采用最小二乘法对RSSI测距环境参数进行修正。本发明的有益效果为：使用最小二乘法对RSSI测距环境参数进行修正，消除各种干扰对测量数据的影响，提高测距的精度；有效弥补传统网络摄像监控系统存在盲区的不足，定位节点集成度高、定位精度高、功耗小、时延短、网络容量大、造价低、适于推广应用。CN105682220ACN105682220A权利要求书1/1页1.一种基于无线传感网络的矿山井下定位系统，其特征在于，包括定位系统服务器、总线、定位基站、移动无线定位机；所述移动无线定位机与定位基站无线连接，多个所述定位基站组成定位基站网路，所述定位基站网络与总线连接，所述总线通过传输接口与所述定位系统服务器连接；所述无线定位机的定位算法为采用最小二乘法对RSSI测距环境参数进行修正，具体包括以下步骤：步骤一、采集参考节点i到接收端节点的距离值Xi、接收端节点接收到的参考节点i发出的RSSI信号强度值Yi，其中i＝1…..n，n大于4；步骤二、按照以下公式计算RSSI测距环境参数修正值a、b；步骤三、移动节点到接收端节点的距离按以下公式求得：Y＝a+bX，其中：a、b为步骤二中计算得到的RSSI测距环境参数修正值，Y为接收端节点接收到的移动节点发出的RSSI信号强度值，X为移动节点到接收端节点的距离值。2.如权利要求1所述的基于无线传感网络的矿山井下定位系统，其特征在于，所述定位系统服务器包括井下人员动态显示单元、车辆及设备管理单元、人员轨迹查询单元、禁区报警单元、灾后急救信息显示单元、连续检测携卡人员单元、精确定位单元、呼救告急显示单元、广播单元中的任一种或几种或全部。3.如权利要求1所述的基于无线传感网络的矿山井下定位系统，其特征在于，所述总线为485总线网络。4.如权利要求1所述的基于无线传感网络的矿山井下定位系统，其特征在于，所述定位基站包括微处理器AVR、ZigBee芯片AVR5375、RS232与RS485转换芯片MAX3485E。5.如权利要求1所述的基于无线传感网络的矿山井下定位系统，其特征在于，移动无线定位机包括微处理器MCS08、ZigBee芯片MC13192、报警按钮、报警指示灯、蜂鸣器、供电电池。6.如权利要求1-5任一项所述的基于无线传感网络的矿山井下定位系统，其特征在于，所述移动无线定位机由井下人员携带，所述定位基站安装在巷道侧壁上。2CN105682220A说明书1/5页一种基于无线传感网络的矿山井下定位系统技术领域[0001]本发明涉及无线定位技术领域，特别涉及一种基于无线传感网络的矿山井下定位系统。背景技术[0002]随着我国经济的转型跨越发展，对安全生产提出更高的要求，特别是对高危环境下工作人员的安全管理已成为刻不容缓的任务，井下定位系统的研究与开发正逐渐成为时代的迫切要求。[0003]在基于无线传感网络的井下定位过程中，事件所发生的地理位置往往是需要第一掌握的关键信息，如果不能及时的获得事件的位置信息，监测中所获得的信息往往是没有任何意义的，人们也不能对其作出相应的处理。由此可见，定位技术在无线传感器网络中起到至关重要的作用，定位的准确与否直接影响到无线传感器网络工作的有效性和可靠性。[0004]无线传感器网络受到多种条件限制，如节点成本严格、功耗低、体积小、分布范围大、环境复杂和自身通讯距离短等多种条件限制，因此，我们只能通过很少的已知位置的节点信息，按照一定的定位算法与定位机制，经过相应的数学模型进行计算来估计未知节点的位置信息、[0005]目前使用较多的定位算法为RSSI定位算法，该算法具有实现简单、经济性好、设备体积小、功耗低、收敛速度快等优点，这些优点尤其对于危险的矿井下应用具有重要的意义，使其能