基于MESH網(wǎng)絡(luò)的礦山井下車輛無(wú)線定位技術(shù)研究.pdf

1、現(xiàn)如今我國(guó)很多礦山已經(jīng)進(jìn)入了深度開采階段，礦山井下的環(huán)境變得更加復(fù)雜，車輛駕駛?cè)藛T需要定位設(shè)備來(lái)實(shí)時(shí)指引機(jī)車行駛路線，方便工作人員準(zhǔn)確迅速的到達(dá)目標(biāo)終點(diǎn);同時(shí)，監(jiān)控中心工作人員也需要實(shí)時(shí)了解車輛當(dāng)前所在位置，方便監(jiān)督和合理調(diào)度車輛，提高整體的工作效率，并在需要時(shí)能夠提醒駕車人員，防止兩車相撞等事故發(fā)生，最終實(shí)現(xiàn)地面監(jiān)控中心和井下機(jī)車的雙向無(wú)線通信和實(shí)時(shí)定位。
　　本文通過(guò)對(duì)現(xiàn)有定位算法的分析和研究，根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和需求，設(shè)計(jì)兩

2、套定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，基于信號(hào)強(qiáng)度指紋識(shí)別定位算法的人工現(xiàn)場(chǎng)操控機(jī)車定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和基于多傳感器融合定位算法的遠(yuǎn)程無(wú)線定位監(jiān)控系統(tǒng)。第一套系統(tǒng)無(wú)需對(duì)礦山車輛做過(guò)多改造，只需在現(xiàn)有機(jī)車上安裝本文設(shè)計(jì)的定位監(jiān)測(cè)終端，第二套系統(tǒng)需要在機(jī)車上安裝機(jī)車控制器、數(shù)據(jù)采集板單元和多種智能傳感器設(shè)備。
　　人工現(xiàn)場(chǎng)操控機(jī)車定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的定位監(jiān)測(cè)終端設(shè)計(jì)采用的是LPC1768微控制器，它能夠通過(guò)Wifi通信模塊獲取車輛周圍的基站信號(hào)強(qiáng)度。多次測(cè)量井下不同

3、地理位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的信號(hào)強(qiáng)度集，在地面監(jiān)控中心建立指紋識(shí)別庫(kù)，在驗(yàn)證過(guò)程中，通過(guò)基站信號(hào)強(qiáng)度值找出與之匹配的坐標(biāo)位置，并在上位機(jī)和定位監(jiān)測(cè)終端顯示出來(lái)。定位監(jiān)測(cè)終端還能夠通過(guò)機(jī)車狀態(tài)監(jiān)測(cè)傳感器獲取機(jī)車當(dāng)前的狀態(tài)信息，并將狀態(tài)數(shù)據(jù)上報(bào)給監(jiān)控中心。
　　基于多傳感器融合的遠(yuǎn)程定位監(jiān)控系統(tǒng)把RFID閱讀器、里程計(jì)、轉(zhuǎn)角傳感器的數(shù)據(jù)融合在一起對(duì)機(jī)車當(dāng)前所處位置和姿態(tài)進(jìn)行判斷，經(jīng)過(guò)巷道規(guī)劃、路徑統(tǒng)計(jì)、遠(yuǎn)程定位等幾步能夠精確的對(duì)車輛進(jìn)行定位，此

4、系統(tǒng)中監(jiān)控中心同樣能夠觀察到機(jī)車的狀態(tài)數(shù)據(jù)。
　　本文首先介紹課題研究背景及意義、研究狀況及研究目標(biāo);其次詳細(xì)介紹礦山井下車輛無(wú)線定位監(jiān)控系統(tǒng)的整體架構(gòu)和各部分主要功能，對(duì)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行闡述;然后分析研究現(xiàn)有的常用無(wú)線定位算法，比較它們的優(yōu)缺點(diǎn);接著介紹定位監(jiān)測(cè)終端的軟硬件設(shè)計(jì)和指紋識(shí)別算法的理論知識(shí);隨后介紹基于多傳感器融合定位系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)和傳感器的選型，并在精確定位的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)車輛記憶行走功能;最后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量