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基于无线传感网络的煤矿人员定位系统的研究与

发布时间:2017-01-03      文章来源:论文无忧网

第一章  绪 论
1.1课题研究的背景及其意义
        我国是世界产煤大国,但是我国煤产量95%属于地下开采。然而因煤矿地下环境复杂多变,经常发生瓦斯爆炸,煤矿坍塌等重大事故。这些事故很多都是因为缺乏安全意识产生的。
        通过现实案例的分析,在矿难中绝大部分矿工是由于救援效率低而导致其死亡的。究其原因是被困人员的具体信息无法被地面搜救人员所悉,没有办法确定其位置,只能盲目去找,把最佳的救援时间错过了。而且现有的煤矿中的监测系统一般都是采用有线的方式来传递信息。这种方式使安装的成本加高,导致价格贵,缺乏灵活的移动性,并且随着挖掘的深入,矿井里结构的改变,活动空间越来越狭窄,维护和延伸有线通信线路将变得特别困难,而且当有线路故障的问题发生时,系统也随之无法运行。
        所以建立基于无线传感网络的煤矿安全检测与人员定位系统,对预防灾难的发生和人员的救援,减少死亡率有着重大的意义。

1.2目前国内外井下人员定位系统的发展状况

        随着全球信息化的发展,对煤矿安全生产实现信息化、自动化和网络化也越来越得到了人们的关注与重视。同时也对高效安全地生产提出了更高的要求。该技术在我国也经历了两个阶段:从人工监控到自动监控,从环境安全监控到了工况监控和生产监控。最近几年来,通过基建、技术改革、联合国外高新企业相互合作开发等措施,针对性地对提高煤矿安全高效生产进行改革,使煤炭工业的科技水平有了整体提高。而它也应运而生——井下人员定位系统。
        在国外,井下人员定位系统通常是通过红外[1-2], Bluetooth [3]或WIFI [4]等无线方式。井下人员的实时位置是由终端机对传输回来的数据进行处理而得出。工业起步较早的国家(如德国,美国等)已经能实现全员定位,但是所需的资金也十分庞大[5]。目前国内煤矿普遍采用KJ系列定位系统[6], 这一系列的系统主要是采用的时RFID(Radio Frequency Identification)技术[7],也叫射频识别,在日常生活中,我们称它为电子标签,该技术相对较为成熟,体积小,重量轻,方便携带,已广泛用于门禁系统的身份识别[8]
        但是定位技术使用RFID其局限性很大:有效范围较小;对数据的读和写很慢,易遗漏检验,信号易碰撞问题,容易冲突;绝大部分采用线缆连接的方式,灵活性差,自身无法组建网络;数据传输量小,需要资金较多。

  1.3目前我国井下人员定位系统存在的问题

        现今在国内已经有许多对矿井底下的环境进行监控的系统研制出来。但对其工作人员的位置掌控却很少,并且无法达到预期的效果[9]。现在,广泛采用卫星定位来对移动的目标进行定位,但在井下或者水下环境中其精度却不高。所以它无法用在对煤矿井下的人员进行定位。在煤矿井下一条电缆上能同时进行多项传输(如数据、语音、图像),但是要被定位的人员主动配合,人员定位系统才能正常运转,通常该系统有下面几个缺点:
(l)有限的作用范围,易被环境因素干扰,接收器排布密度要求高,导致系统制作安装成本、维护费用很高。
(2)定位误差大。定位系统采用RFID射频技术的无法进行高精度的定位,它属于范围性定位,只能大概地锁定在一个范围内。
(3)网络覆盖面积不足。开采时网络的覆盖无法跟上工作人员的开采速度导致数据信息不能及时上传,使矿上和矿下之间交流不通顺和不及时。
(4)兼容性差。目前国内不同厂家的系统在功能上基本相同,但他们的软硬件却无法兼容。造成不同厂家的设备之间无法接入,相互不兼容,传输通道不能共享,主要是没有一个统一的标准,大家各做各的。
(5)易受到干扰,不太可靠。在矿井下有许多的干扰因数,开发地越深,干扰就越强,而RFID技术的局限性使容易受到干扰。当同时有多人行走时,系统会出现遗漏的情况,可靠性差。
        综和以上所述,通过ZigBee、无线网络和有线网络等技术相结合而组建成的平台以及物廉价美的设备与精确的定位技术,来解决数据采集和数据传输等问题有重大的意义。从短期来说,在发生事故时能对人员进行实时定位,大大提高救援效率。从长远来说,这对煤矿长期、平稳、健康发展起着至关重要的作用[10]

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第二章  ZigBee无线通信技术

2.1现有技术介绍
现今红外线、WiFi、蓝牙、近距离无线传输和ZigBee[11-13] 成为了短距离无线通信技术的主流,下面先大概介绍下这几种主流技术的标准。
(1)红外线
红外线是一种不可见的电磁波。因为发现及应用地早,相对来说技术比较成熟并且传输速度较快,在实际中用的较多,红外线遥控器就是最典型的代表。它有物廉,节能,节省空间等优点,但是也有相当明显缺点:只能在两点间通信,而且两点间不能有障碍物,有效范围小,很多电子产品上都用到它。
(2)WiFi
 IEEE802.11就是生活中我们常说的WiFi,它是一种工作在2.4GHz频率上的无线的通信标准。他最大的优势在于传输速率快,有11-54Mbit/s,并有较为宽广的有效范围(100m左右),门槛低(只要具备无线功能,便能接入网络),便捷等等。
(3)蓝牙
蓝牙(Bluetooth),它的提出最早只是为了解决手机与耳机之间进行无线传输而提出的一种工作在2.4GHz频率上的无线连接标准。现在在手机,电脑等高端电子产品上有着广泛的应用。蓝牙技术的发展瓶颈主要是成本和有效距离。
(4)近距离无线传输
飞利浦,诺基亚和索尼三个公司推出的工作频率在13.56MHz,距离较短只有20cm的非接触式点对点传输技术标准。NFC通过在一个设备上组合所有需要识别身份的应用和服务,在保证安全性的同时让用户免去记忆多个密码的烦恼。 
(5)ZigBee技术
近年来兴起的一种有三个工作频率(868 MHz / 915 MHz/ 2.4 GHz)支持一点到多点通信的短距离无线通信技术,具有中等通讯距离(10米到数百米),其通讯速率范围广(40Kbps到250Kbps)。此技术的物廉、节能、自动组网的特点使它在相关领域占得一席之地,在不同的领域得到广泛应用(如智能化家庭、工农业生产、医疗医护)。
2.2现有技术优缺点比较
表2.1通过六个方面对个技术进行对比分析。综合考虑后,本系统采用ZigBee技术较为适合。

表2.1几种无线通信技术优缺点比较
  最大传输速率 能耗 工作频率 传输方式 通信距离 使用成本
红外线 16 Mbit/s 980nm 点到点 1m
蓝牙 1 Mbit/s 较大 2.4GHz 点到多点 10m 较高
NFC 424kbit/s 13.56GHz 点到点 20cm内 较低
ZigBee 250kbit/s 868/915/
2400MHz
点到多点 10-75m 较低
Wi-Fi 54 Mbit/s 2.4GHz 点到多点 10-100m
UWB 600Mbit/s - 3.1-10.6GHz 点到点 10m 较高
 
2.3 ZigBee技术概述
2.3.1 ZigBee协议标准
IEEE和ZigBee联盟共同制定ZigBee的协议标准[14,15],协议框架[16] 具体如图2.1所示。
实际应用的需要也使得ZigBee不断发展与更新。
 
图2.1 ZigBee协议框架
(1)PHY(物理层)标准
PHY层的任务是通过无线信道进行有效、安全的数据通信,为MAC层提供服务。如图2.2为物理层的参考模型。
 
 
图2.2 ZigBee物理层参考模型
(2)MAC(介质访问层)标准
MAC层(数据链路层,媒体控制层或介质介入控制层)其实就是起到控制PHY层的作用,为两个ZigBee设备的实体之间提供可靠的数据链路,具体的说就是以下几个方面:
a.信道访问时的冲突由CSMA-CA机制解决
b.发送、检测或跟踪信标
c.处理和维护GTS(保护时隙)
d.连接的建立和断开
e.安全机制
其具体的参考模型如图2.3所示。
 
图2.3 MAC层参考模型
从图2.3中可以看出, MCPS-SAP为MAC层提供数据服务,管理服务由 MLME-SAP提供,SSCS(服务协议汇聚层)和PHY的访问接口通过这两种服务提供了。MAC层有四种不同的帧格式:信标帧、数据帧、确认帧和命令帧。
(3)NWK(网络层)标准
NWK层的功能主要是两个方面:一个是保证MAC层的正确操作;另一个是提供一个合适的服务接口给API(应用层),具体的如图2.4所示。
 
图2.4 网络层参考模型
(4)APL(应用层)标准
从图2.1可以看到ZigBee设备对象 ,应用支持层和制造商定义的应用现象组成ZigBee的APL层。APS主要是为NWK层和APL层提供了服务接口,顾名思义就是起到一个连通作用。它包括连个实体—APSDE(数据实体)和APSME(管理实体),前者要根据设备的需要提供绑定服务(绑定后两个设备都会接受到信息),后者主要是管理信息库和维护信息安全,其参考模型如图2.5所示。
 
图2.5 ZigBee APS子层参考模型
2.3.2 ZigBee设备类型及网络拓扑结构
(1)ZigBee设备类型[25]
依功能来划分有全功能设备(FFD)和精简功能设备(RFD)两类。
(2)ZigBee网络拓扑结构[26]
从结构上划分,ZigBee网络可以分为星型(STAR ),树簇型(TREE ) ,网型(MECH)三种拓扑,其结构如图2.6。
 
图2.6  ZigBee网络拓扑结构
星型网络的优点是结构比较简单,但是没有路由器导致只能在很小的范围内通信,无法满足大范围通信的要求。
树簇型网络因有路由器的加入,使通信距离增加,范围相对星型网络也比较大。但设备之间相互关联,当其中一个故障,系统也将瘫痪。
网型网络兼有上述两种网络的优点,除两个终端设备外它的任意两个设备之间都可以同时通信,当个别节点发生问题,其它节点也能经别的路径与网络通信,这使网络的可靠性得到有效提高。而且其范围覆盖广和自动修复的特点是井下的无线通信的不二之选,所以用网型网络拓扑制作本系统。
2.3.3 ZigBee的技术优势
ZigBee技术主要有以下特点[17,18]
(1)节能:ZigBee通过调整工作状态和芯片极低的发射频率,达到省点的目的并能长达半年以上,这是其他技术没法做到的。
(2)低花费:免费的协议和极度便宜的硬件价格。
(3)网络容量大:能容纳大量的节点,便于组网。
(4)时间延迟短:主要在通信与激活时产生延时,只有十几毫秒。
(5)安全性高:ZigBee能完整检查数据包,并用加密算法加密。
(6)可靠性高:ZigBee信道多,采用CSMA-CA的接入有效的减少帧冲突,在物理层采用DSSS(直接序列扩频)和FA(频率捷变)技术使抗干扰能力加强。
2.3.4 Z-Stack协议栈
前面提到的ZigBee协议只是一个标准,使各厂商有一个依据,具体的根据需要,以ZigBee协议为标准,推出只属于自己的,独一无二的,同时满足客需的。这里我要着重介绍下本系统所使用的Z-Stack[19,20],Z-Stack协议栈的组成如图2.7所示。
 
图2.7  Z-Stack结构图
从图2.7中可以看出Z-Stack共有十四个文件夹,下面具体介绍下:
(1)App(应用层):根据自身需求编写程序。
(2)HAL(硬件接口层):用来配对系统不同的硬件设置。
(3)MAC(媒体访问控制层)
(4)MT(监视事件循环):监视调试时系统的运作
(5)NWK(网络层)
(6)OSAL (OS抽象层):协议栈的虚拟操作系统,是整个协议栈的核心。
(7)Profile(应用框架):对设备进行描述。
(8)Security(安全层):内含安全服务接口。
(9)Service(地址处理函数):对设备的地址进行定义。
(10)Tools(工程配置):对ZigBee设备进行配置。
(11)ZDO ( ZigBee设备对象):定义设备对象。
(12)Zmac(协议栈MAC层端口层)
(13)Main(主函数):用户自己设计的主要接口。
(14)Output(输出文件):自动生成。
Z-Stack协议栈是一个轮转查询式操作系统。具体的工作流程如图2.8所示。
 
图2.8  Z-Stack工作流程图
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第三章 ZigBee传感器网络定位技术
3.1定位技术介绍
3.1.1基本概念
系统中有参考节点和定位节点两种节点,它们的依据是能否对自身的位置进行确定。定位节点以参考节点的位置为参考,根据参考节点坐标来确定自身所在。
3.1.2现有的定位算法
国内外现行的定位算法很多,主要为两大类,一类是基于非测距的定位算法,另一类是基于测距的定位算法。前者精度都比较高,但花费也相当的打,并且能耗高,持续续航能力低,有的算法十分复杂。所以将采取后者来设计本系统。现有的测距算法主要包含了TOA算法[21],TDOA算法[22],AOA算法[23],RSSI算法[24.25]等,下面先了解一下各个算法的原理。
3.1.2.1 TOA方法
TOA,中文意思是时间到达,它是通过信号到达的时间来计算节点间的距离的一种定位机制。
图3.1是利用声波来模拟的一个简单地实验
 
图3.1  TOA定位示意图
虽然TOA的精度高,但是其对时间同步的严格要求,使它对节点的硬件及耗能方面有着更高的要求。
3.1.2.2 TDOA方法
接收器接受同一个定为节点同时发出的两个不同速率的信号,通过计算接收到信号时的时间差来计算距离。所以叫做到达时间差。C和D为不相同的两个传输速率,t1和t2为信号到达接受器的两个不同时间,d为节点的距离,计算公式为:
d=(t1-t2)*CD/(C-D)                   (3.1)
3.1.2.3 AOA方法
利用多个天线或者接受器通过算法来锁定定位节点的方向与角度,再用三角测量法确认其位置。图3.5是模拟其方法的一个简单实验。
 
图3.2  AOA定位示意图
AOA定位不仅能确定节点的坐标,还能提供节点的位置信息。但由于AOA测距技术易受外界环境影响,所以AOA需要额外硬件。
矿井的巷道与一维环境相接近,在这种环境下用ZigBee技术开发的定位系统所采用的RSSI的定位算法十分适合应用于此。
3.1.2.4 RSSI方法
一种无需添加其它硬件设备,同时也是最基本的节点测距的方法。该系统的损失是由以下公式计算:
L=PT/PR=(4πd/λ)²                   (3.2)
L=32.4478+20Lgf+20Lgd                  (3.3)
公式中PT为发射功率;PR为接收功率; d为发射天线到接收天线的距离(单位m);λ为电波波长(单位m);f为电磁波频率(单位Hz); 
从公式(3.2)我们得出通过对信号强度的测量,可以算出发送和接收节点间的大概距离。电磁波在地下的巷道中传播因周围材料的物理属性各式各样,使其有了更为复杂多样的传播特性。无线通信的电磁波传播消耗与通信传输距离的关系如下:
L=kdn                                                     (3.3)
式中k是系数,d代表通信距离,n为距离功率参数n(满足2<n<4)。n的取值受外部环境的影响。路径损耗指数如式(3.4):
Ld1=Ld0+10mcLgd1-10mdLgdf               (3.4)
公式中d0—参考距离;
d1—接收天线到阻隔点的距离;
df—阻隔点到发射天线的距离;
mc—阻隔前区域内的路径损耗指数;
md—阻隔后区域内的路径损耗指数。
取d0=1m代入式(3.4)可计算出Ld0≈40dB。此外,巷道内还有许多因素对传播进行衰减。所以增加修正因子S,电波传播损耗模型将变为:
Ld1=Ld0+10mdLgd1-10mcLgdf+S                          (3.5)
根据上述公式得两节点间信号强度为:
PR=PT+G-Ld                      (3.6)
式中G—天线增益;Ld—发射点到接收点的路径损耗。
根据对各算法进行对比与分析,最终选择了RSSI,详细请看表3.1.

表3.1  四种测距算法比较
  测量精度 功率耗损 价格成本 应用情况
RSSI 一般 很低 很低 广泛
AOA 较高 较高 很高 不常用
TDOA 很高 很高 很高 常用
TOA 很高 很高 很高 常用
 
3.2 RSSI算法改进
井下环境的复杂多样,使得对RSSI测距形成了不同程度的干扰。两点间距离的精确性对定位至关重要。为此改进RSSI算法,使RSSI更为准确,进而使得精度得到提升。
本文校正移动节点和参考节点之间的距离是依据两参考节点的RSSI值,如图3.3所示,具体过程如下:
 
图3.3 基于参考节点间的距离模型
设dy为A1到B的距离, A1到A2的距离为d12 RSSIy为A1从B接受到的信号强度, RSSI12为A1从A2接受到的信号强度,代入式(3.7)得到式(3.8)和式(3.9)(X,Y为节点的坐标)[18,21,26]:
(X-Xi)2+(Y-Yi)2=di2  i=1,2,3                (3.7)
RSSIy= -10nlgdy+A                    (3.8)
RSSI12= -10nlgd12+A                   (3.9)
式(3.8)与式(3.9)相减,化简得到:
dy=10(RSSI12-RSSIy)/10n  *d12                   (3.10)
式(3.10)中除了dy,其他都是测量出来的。这样与传统的计算相比信号干扰在一定的程度上得到消除,进而把精度提高了。


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第四章  基于 ZigBee 的井下人员定位系统设计
4.1人员定位系统体系结构
4.1.1系统架构
整个系统的组成如图4.1所示。
 
图4.1  基于ZigBee的井下人员定位系统结构图
系统主要分为五个模块,以下会对各个模块进行简单介绍。
 (1)监控中心
系统中最上层的存在,就如同是金字塔的顶端,它负责对数据信息进行分析,处理和保存。同时监控各节点的分布。
 (2)通信模块
数据信息的中转站,上下层之间的交流需要它的配合。
 (3)网关节点
有四大部分组成了定位系统的网关节点,分别是处理器模块,负责控制;无线通信模块,负责运行相应的协议;串口,负责数据的汇总以及上传;和供电模块,为处理器供电以保证处理器正常工作。网关节点结构如图4.2所示。
 
图4.2  网关节点结构框图
 
(4)参考节点
定位系统参考节点除传感器模块外与网关节点基本相同。传感器模块主要是搜集信息并上传数据到监控中心,其结构如图4.3。
 
图4.3  参考节点结构框图
(5)定位节点
在日常生活中,我们称作电子标签。结构如图4.4所示。
 
图4.4  定为节点结构框图
4.1.2系统组成
根据ZigBee技术的标准,组建无线网络的设备有三种,分别是由协调器,此设备是网络的中枢,对设备的要求也是最高的;路由器;终端节点,它对设备要求是最低的。系统的组成示意图如下图(图4.5)。
 
图4.5  井下人员定位系统组成示意图
4.1.3定位原理
采用RSSI来定位的CC2530无线定位系统,它是定位节点利用已知自身位置并能发送数据知会其它节点的参考节点的这一特性来获得相应的RSSI值及参考节点的坐标进而来定位的。RSSI值能通过它自己计算获得。图4.6为定位原图。
 
    图4.6  定位原理图
4.2基于ZigBee的井下人员定位系统硬件设计
4.2.1 CC2530简介
CC2530芯片是一款TI公司针对ZigBee等相关技术真正意义上的片上系统解决方案。它有四种不同版本的闪存,同时具有几种不同的运行模式,使之拥有更低的能耗,更强的续航能力。不仅如此,它还与领先的RF接受器的优良性能相结合。芯片的封装及管脚图见下图(图4.7)。
 
图4.7  CC2530封装和管脚图
4.2.2射频电路设计
射频电路的设计在CC2530芯片中得到了很大的简化,无源器件只需少量的外接即可。图4.8是CC2530芯片射频电路。

图4.8  CC2530射频电路
根据CC2530数据的推荐值对射频电路元件参数进行确定,如表4.1所示。

表4.1  CC2530部分元件参数表
C253 2.2pF
R301 56 kΩ
C252,C262 1pF
C331,C321 15pF
C231,C221 27pF
C251,C261 18pF
L252,L261 2nH
CC2530里的8051内核是得到增强,是增强型的内核,所以它有比传统的8051内核更快的执行速度因此指令执行速。

4.2.3 RS-485模块

芯片介绍:
系统所需的有线通信的距离比较长进而决定了采用RS-485串口来进行通信,表4.2是它的接口标准。
 

表4.2 RS485接口标准
传输方式 差分
传输介质 双绞线
标准节点数 32
最远通信距离 1200m
差分输入范围 -7V — +12V 
接收器输入阻抗 ≥12K
接收器输入灵敏度 ±200mV
 
本系统用的是最多32个节点的半双工的MAX485芯片。最多可以有32个节点,如果需要更多的节点可改用型号为MAX487或者MAX 1482的芯片。同时还采用TIL117芯片来组建光电隔离电路来应对各个节点间极高的共模电压。

4.2.4 电源模块

矿井地下都安装有隔爆电源控制箱,它可以提供+24V, +18V, +12V的直流电源。为了节能起见,本系统的输入电源就采用该控制箱的+18V电源。并设计了两个直流稳压电源供两个需不同电源的模块使用,并采用的是凌特公司出品的LT3470来作稳压芯片。原理图如图4.9所示。
 
图4.9 电源模块原理图
4.2.5路由器(参考节点)硬件设计
路由器即参考节点,主要完成数据的转发及对移动节点的定位。它有着简单的组成结构,详细如图4.10。
 
图4.10  路由器结构图
4.3 系统软件开发环境
本系统的节点端程序的开发环境为AVR公司开发的IAR Embedded Workbench集成开发环境[26]。该开发环境提供一个框架,任何可用的工具都可以完整地嵌入其中。
4.3.1系统主程序设计
该方案节点端软件系统采用TI开发的兼容ZigBee协议栈的IEEE 802.15.4产品和平台。它能同时对ZigBee2007和ZigBee2006规范进行兼容。系统软件流程图如图4.11所示。
  
图4.11  系统软件流程图
4.3.2网关节点软件设计
CC2530芯片是网关节点的核心,它在整个系统中占有很大的地位,起着承上启下的作用,它既为上层配置信息,也为下层反馈信息。其工作流程如图4.12。
 
图4.12  网关节点流程图
4.3.3参考节点软件设计
参考节点(Reference node)是作为一种不参与定位计算,拥有固定的坐标的,只提供RSSI值和自身坐标给定为节点的静态设备。但它需要正确地配置其位置,才可以保证准确度。其工作流程如图4.13所示。
 
图4.13 参考节点流程图
相关的串命令ID如图4.14。
 
图4.14  参考节点串命令图
4.3.5定位节点软件设计
定位节点(Blind node)是一种接受参考节点提供的RSSI值,通过算法得出自身位置的可移动便携式的节点设备。它在有效范围内随意走动。它的工作流程如图4.15。
 
图4.15  定为节点工作流程图
无线定位网络整体数据收发流程详细见图4.16。
 
图4.16  无线定位网络的数据首发流程图

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第五章  定位系统实验与结论
5.1实验环境
本次实验选择了楼房的走廊来模拟矿井下的巷道。长宽高分别为150m,3m,2m 。ZigBee无线网络布置在离地约为1.5m。走廊同侧每间隔50m也安放好参考节点。本次实验用了1个网关节点,3个参考节点,1个定位节点。实验排布如图5.1所示。
 
图5.1 实验排布图
5.2仿真调试
环境搭建完成后,确保该定位系统的软件和硬件都已经安装和连接完毕,并能正常运行。
准备工作完成后,仿真连线如图5.2所示。然后把在电脑上安装好的IAR打开。创建了一个新的工程。
 
图5.2  仿真调试连线示意图
新工程建立后,把相关的参数设置好,将已写好的代码进行在线编译和连接并烧制到CC2530芯片上。可以按照图5.3所示连接硬件实物。在Project菜单栏中选择Debug项,即进入程序调试状态。
 
图5.3  仿真调试实物图
5.3定位系统实验测试
各节点的编程烧制完毕后,用TI公司提供的Z-Location Engine监控软件对各节点进行测试,图5.4为该监控软件主界面。
 
图5.4  Z-Location Engine定位软件主界面
参照图5.1进行连接,根据实验现场将定位系统排布好,检查并确认没有问题后,启动节点电源。在PC机上把Z-Location Engine打开,对参考节点进行相关设置,设置完毕后便能在界面上看到其位置,如图5.5所示。定位系统演示效果如图5.6所示。界面中的绿点为定为节点,只要鼠标的指针移动到绿点上便有其具体信息显示出来。
 
图5.5  参考节点坐标设置
 
图5.6  定位系统演示

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第六章  总结与展望
6.1总结
煤矿开采是一种高危的工作。当意外发生时,我们往往只能在意外现场盲目地寻找被困在地底下的人员。这使得救援效率大大地降低,死亡率大大地提高。同时也使许多的家庭破碎。所以开发一套有效的系统是重中之重的。
目前定位系统实现的优点有:(1)花费低;(2)体积小;(3);低功耗;(4)支持大量网络节点;(5)通用性强
本文对煤矿定位系统和无线传感器网络的发展与研究进行了介绍。并查阅大量的资料与书籍,用对比和结合实际的方式对RSSI算法进行改进以提高定位的精确度。并且在实验中,验证了系统的性能优劣。
6.2展望
对本次系统设计来说,还有几个方面需改进与提高:
 (1)还需大量的实验来对系统进行调试,发现其不足之处,以便改进。
 (2)定位精度仍然需要提高。
 (3)条件有限,无法实地考察并与工作人员进行交流,使系统更加人性化。
 (4)有待功能的拓展,实现井上与井下的实时语音通信

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