煤礦井下基于WMN的無線定位系統(tǒng)和語音系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、目前，我國(guó)煤礦安全事故屢見不鮮，給國(guó)家的經(jīng)濟(jì)帶來了巨大的損失，也給人們帶來了巨大的心靈創(chuàng)傷。而現(xiàn)在許多煤礦井下采用的應(yīng)急報(bào)警系統(tǒng)不能給預(yù)警和救援工作提供實(shí)時(shí)的幫助，使得開發(fā)一套完善的井下數(shù)字綜合管理系統(tǒng)變得極為迫切?；诖?，本文根據(jù)無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議，開發(fā)了一套集成了視頻監(jiān)控、語音通信、終端定位、應(yīng)急報(bào)警和環(huán)境監(jiān)測(cè)的數(shù)字礦山無線通信系統(tǒng)。而作為其重要組成部分的定位系統(tǒng)和語音通信系統(tǒng)，可以提供實(shí)時(shí)的位置信息和話音通信服務(wù)，對(duì)保障作業(yè)安

2、全具有重要意義。
　　 在本文中，研究了目前新興的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)，并結(jié)合煤礦井下的實(shí)際環(huán)境，根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的性能需求和功能需求，設(shè)計(jì)了煤礦井下定位系統(tǒng)和無線語音系統(tǒng)，主要完成了以下幾部分的內(nèi)容：
　　 首先簡(jiǎn)單介紹了無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)越性和突出特點(diǎn)，然后與其他無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了對(duì)比；并結(jié)合煤礦井下監(jiān)控系統(tǒng)的需求，選擇了Strix公司的無線Mesh節(jié)點(diǎn)設(shè)備，搭建無線Mesh網(wǎng)絡(luò)，并利用Iperf、IxChriot等軟件對(duì)網(wǎng)絡(luò)

3、的性能參數(shù)進(jìn)行了測(cè)試，包括網(wǎng)絡(luò)帶寬、網(wǎng)絡(luò)時(shí)延以及吞吐量等參數(shù)，確保了網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的可行性。
　　 然后介紹了目前常見的定位算法，提出了環(huán)重疊和質(zhì)心相結(jié)合的定位算法，并在VS2008平臺(tái)上進(jìn)行軟件實(shí)現(xiàn)，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境內(nèi)分別搭建了星型網(wǎng)絡(luò)、鏈狀網(wǎng)絡(luò)和混合網(wǎng)絡(luò)，對(duì)客戶端進(jìn)行了定位，并與基于傳統(tǒng)的三邊定位算法開發(fā)的定位軟件進(jìn)行了比較，結(jié)果表明新算法在精度上和穩(wěn)定性上均優(yōu)于傳統(tǒng)方法。
　　 最后基于SIP協(xié)議和先進(jìn)的VoIP協(xié)議，開發(fā)和

4、設(shè)計(jì)了基于Mesh網(wǎng)絡(luò)的無線井下語音系統(tǒng)，并利用Clear Sight Analyzer對(duì)該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了VoIP QoS的總體指標(biāo)評(píng)價(jià)以及包丟失分析，抖動(dòng)分析，失序的包傳輸和時(shí)延分析。測(cè)試結(jié)果表明，Mesh井下語音通信系統(tǒng)能達(dá)到MOS為4.3，保障了井下的正常語音通信。
　　 可見，基于WMN的數(shù)字礦山綜合管理系統(tǒng)能給煤礦井下通信提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)性能，而開發(fā)的煤礦井下定位系統(tǒng)和無線語音系統(tǒng)都能正常工作，達(dá)到了預(yù)期的目的，給煤礦井下的