井下無線傳感器網(wǎng)絡比例差分修正的RSSI節(jié)點定位算法.pdf

1、礦井下對人員的定位在礦井的安全生產(chǎn)中是極其核心的一部分。無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)近些年來作為一類新興的對信息感知、處理和交互技術(shù)，將會為井下安監(jiān)系統(tǒng)帶來飛速的發(fā)展和進步。井下安監(jiān)系統(tǒng)最核心的問題是井下節(jié)點的定位問題，沒有定位技術(shù)井下安全系統(tǒng)的信息采集就失去了其根本的價值。節(jié)點定位技術(shù)在無線傳感器網(wǎng)絡中占據(jù)著最基礎(chǔ)，最核心的部分。在礦井下的特殊環(huán)境中，傳統(tǒng)的GPS定位方法因為需要接收衛(wèi)星信號而無法滿足在井下環(huán)境中的定位監(jiān)測。目前，井下的定位系統(tǒng)

2、主要采用射頻識別的方式，即在人靠近射頻節(jié)點時才能被檢測到，進而得到定位信息，但是射頻識別的定位方式只是一種被動的監(jiān)測方式，無法實現(xiàn)對井下人員的實時定位反饋，針對現(xiàn)在井下安監(jiān)系統(tǒng)不能實時定位、定位精度差、性能不穩(wěn)定的問題，結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡知識和井下環(huán)境中無線傳感器網(wǎng)絡的定位現(xiàn)狀，提出了兩種新型井下無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點定位方法，并且對兩種方法進行仿真驗證。
　　本研究在基于RSSI的多邊定位算法的基礎(chǔ)上，利用錨節(jié)點之間的相互關(guān)系獲取比

3、例差分系數(shù)，將這個系數(shù)應用在通過RSSI方法測量得到的節(jié)點之間的距離上。RSSI測量方法在不同環(huán)境下的測量需要不同的傳播模型，且RSSI測距方法由于自身的限制條件，即RSSI對距離近的目標測距精度要遠遠好于距離遠的目標。目標未知節(jié)點首先讀取在通信范圍內(nèi)的信標節(jié)點廣播的信息，得到RSSI強度值，通過卡爾曼濾波的方法對RSSI信號除去信號中的噪聲，除去噪聲的接收信號強度值可以獲得更加精確的距離值，繼而利用最靠近目標節(jié)點的錨節(jié)點和其余錨節(jié)點構(gòu)

4、建差分模型，獲取系統(tǒng)差分誤差，在對目標節(jié)點測距時去掉系統(tǒng)差分誤差，得到更加精確的距離值；然后利用比例差分的方法繼續(xù)修正RSSI測距，經(jīng)過仿真實驗，得到定位效果明顯好于傳統(tǒng)RSSI定位算法精度。針對原始的加權(quán)質(zhì)心定位不夠精確，使用了改進的加權(quán)質(zhì)心的方法對井下巷道內(nèi)的節(jié)點進行定位。分析了在巷道環(huán)境下節(jié)點分布時存在的問題，提出解決方案。在此基礎(chǔ)上，進一步采取比例差分的方法對獲取到的距離修正，進一步優(yōu)化加權(quán)系數(shù)，使節(jié)點的定位精度更加逼近真實效果