无线定位技术在地下金属矿监控系统中的应用研究

论文摘要

随着无线通信技术，无线定位技术以及计算机技术的发展，WIFI通信技术实现低能耗、低成本、安全可靠的井下无线通信。利用无线定位技术在地下金属矿中建立监控系统，对井下人员设备进行实时跟踪定位，为管理人员提供矿井巷道网络、人员位置以及危险区域等动态信息，提高了地下金属矿的安全生产管理，对建设数字化矿山有重要的意义。地下金属矿监控系统是以无线定位技术为基础，无线网络为传输媒介，客户端监控系统为管理平台的集成应用系统。本文对地下金属矿监控系统的关键技术进行了研究，主要内容包括：（1）详细研究了系统中所用到的无线通信技术和无线定位算法主要原理及其特点。通过对比分析，提出利用WIFI无线通信技术，结合RSSI定位算法和三边测量法，构建信号强度值数据库，设计实现地下金属矿监控系统。（2）在相关理论研究的基础上，对整个系统从硬件搭建和软件架构两个方面上进行了详细设计，在井下部署无线接入点AP，构建井下无线传输网络，开发了井下定位服务器和监控客户端。（3）在某铁矿-420m水平进行了监控系统的部署设计，并顺利完成了软硬件的安装、测试、调试和试运行，应用的结果分析达到了预期的效果和目的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内外监控系统应用研究现状
• 1.2.2 国内外无线网络定位算法研究现状
• 1.2.3 地下矿无线定位技术研究现状
• 1.3 论文的主要内容
• 2 地下金属矿监控系统集成技术
• 2.1 无线定位技术
• 2.1.1 RFID无线定位技术
• 2.1.2 ZigBee无线定位技术
• 2.1.3 WIFI无线定位技术
• 2.1.4 UWB无线定位技术
• 2.2 无线定位算法
• 2.2.1 基于测距技术（Range-based）的定位算法
• 2.2.2 无需测距技术（Range-free）的定位算法
• 2.2.3 节点坐标计算方法
• 2.2.4 井下定位算法
• 2.3 GIS 地理信息系统技术
• 2.4 井下无线定位监控系统基本架构设计
• 2.4.1 无线局域网络
• 2.4.2 井下RFID定位监控系统基本架构
• 2.4.3 井下Zigbee定位监控系统基本架构
• 2.4.4 井下UWB定位监控系统基本架构
• 2.4.5 井下WIFI定位监控系统基本架构
• 2.5 本章小结
• 3 地下金属矿监控系统研究
• 3.1 地下金属矿监控系统的总体设计
• 3.1.1 系统功能需求分析
• 3.1.2 系统总体功能设计
• 3.2 地下金属矿监控系统硬件搭建
• 3.2.1 系统硬件总体架构
• 3.2.2 系统硬件介绍
• 3.3 地下金属矿监控系统软件设计
• 3.3.1 地下金属矿监控系统软件基本结构
• 3.3.2 系统软件基本功能
• 3.3.3 定位服务器基本功能设计
• 3.3.4 客户端监控软件功能模块
• 3.4 本章小结
• 4 监控系统在地下金属矿中应用
• 4.1 系统部署
• 4.2 系统功能应用测试
• 4.3 应用结果分析
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介及硕士生期间主要工作