基于无线传感网络与UWB技术的煤矿井下采掘人员定位方法

由于传统方法在煤矿井下人员定位中应用效果不佳,不仅定位结果相对误差比较大,而且定位失败人员数量较多,无法达到预期的定位效果,为此提出基于无线传感网络与UWB技术的煤矿井下采掘人员定位方法。搭建无线传感网络场景,利用无线传感网络采集井下人员位置信号,利用自适应算法对信号自适应滤波处理,利用离散快速傅里叶变换对无线传感网络信号矩阵的各个维度做波束形成,对矩阵的各个维度传感信号进行加权合并,增强各个维度上目标信号的强度,利用UWB技术对信号传输,根据增强后的目标信号传输信息确定井下人员位置,以此实现基于无线传感网络与UWB技术的煤矿井下采掘人员定位。经实验证明,设计方法定位相对误差低于10 cm,定位失败人员数量与总人数比例为3%,设计方法在煤矿井下采掘人员定位方面具有良好的应用前景。

基于5G+UWB和惯导技术的井下人员定位系统

针对煤矿井下人员定位系统在实际应用中存在因设备算力与存储资源不足导致无法使用复杂测距与定位算法,定位数据即时传输与响应性能不足,在系统部署方面人力物力损耗较大等问题,提出了一种基于5G+UWB和惯导技术的井下人员定位系统。在末端部署能耗低、抗干扰性强的UWB定位基站,定位基站与5G基站以级联的方式连接,定位基站采集UWB与惯导数据,利用5G网络回传至计算平台,在计算平台上完成定位信息的解算和存储。将基于惯导的人员位置估计作为预测值,将基于UWB的三边定位算法获取的人员位置估计作为观测值,利用卡尔曼滤波器将预测值和观测值进行融合,降低定位误差。在煤矿主体实验基地搭建测试系统,模拟真实煤矿井下环境并进行对比实验。结果表明:(1)在x轴和y轴,融合惯导的卡尔曼滤波算法得出的位置信息和真实位置信息的重合度最高,说明融合惯导的卡尔曼滤波算法得出的位置信息最接近真实位置,平均误差为22.192 cm。(2)5G+UWB和惯导技术组合的井下人员定位系统的位置信息和真实位置信息的重合度最高,误差为[15 cm,20 cm],x轴最大平均误差为26 cm,y轴最大平均误差为24 cm,超过目前大多数井下人员定位系统精度。

基于PDR算法与伪平面技术的井下人员定位方法研究

为了降低行人航位推算(Pedestrian dead reckoning,PDR)算法在进行井下人员定位时产生的累积误差,提出了一种基于PDR算法与伪平面技术的井下人员定位方法。首先,采用惯性导航传感器获取井下人员的步态信息,通过线性步长估计模型和四元数法实现步长估计和方向估计,利用PDR算法推算人员的位置;其次,使用井下人员活动区域以及预设的标记点构建伪平面,并将井下人员位置映射到伪平面坐标上,为降低PDR算法的累积误差做准备;最后,采用SVM进行井下人员活动检测,通过转弯活动判断其是否处于特殊标记点,将PDR解算的位置与伪平面内已知转弯位置标记点进行相关性分析,完成伪平面信息与工人位置的匹配,校准并更新PDR位置,降低累积误差。结果表明:井下工人在完成单个转弯活动过程中,传统PDR算法解算位置平均误差为0.98 m,而进行伪平面修正后平均误差降低到0.31 m;在完成区域性多活动过程中,采用伪平面技术修正后的PDR平均定位误差从1.08 m降低到0.38 m。因此,所提出的井下人员定位方法有效提高了PDR算法的定位精度。

基于UWB技术的煤矿井下人员精确定位系统探究

随着社会经济的不断发展,对于煤炭需求也是越来越大,而随之所带来的便是煤矿生产安全的问题,此类问题在近些年逐渐地被社会所关注,为了有效地提高煤矿矿井整体的安全生产水平,需要对井下作业人员进行精确的定位,以便能够随时地掌控在煤矿井下作业人员的位置以及活动的范围,一旦发生意外事故的时候,可以根据其历史轨迹快速地进行定位查找,有效地提高救援效率,减少人员伤亡。以煤矿井下人员精确定位作为研究对象,对UWB技术进行分析概括,研究了UWB技术的优势,开发了基于UWB技术煤矿井下人员精确定位系统,以为矿井生产提供参考服务。

基于ZigBee网络环境的井下人员定位算法改进

针对煤矿井下环境的特殊性,改进优化了一种适合用于井下人员的定位算法,并通过仿真软件测试了算法的准确度。定位过程以获取固定在当前目标基站所在环境参数来判断适合使用何种定位算法,在不同情况下使用最优的定位算法提高定位精度,并通过ZigBee无线网络自组网功能将所得数据上传,在后台使用Matlab仿真软件得出定位误差。仿真结果显示,在获取任意固定目标基站位置信息时都能比较精确的计算出移动节点的位置坐标,并且仿真的平均误差控制在0.41~0.85 m,相比于传统及现有的井下人员定位算法,精度有较大的提高。

煤矿井下虹膜、定位卡多信息人员安全作业管控系统

立足于煤矿安全生产的需要,设计并讨论了煤矿井下虹膜、定位卡多信息人员安全作业管控系统。

基于UWB定位技术的煤矿井下电子围栏应用研究

引言超宽带无线通信技术是一种无载波通信技术~([1-3]),即“UltraWide-Band”,简称UWB技术。近年来逐渐在定位中应用成熟,通过UWB技术,收发器发送和接收精度非常高的时间戳,使定位精度能够轻松达到分米级,实现对位置的高精度定位。UWB技术具有精度高、功耗低等优点,非常适用于煤矿井下定位,因此成为目前井下人员接近系统、电子围栏等技术的首选。

基于无线定位技术的煤矿井下人员定位系统研究

煤矿井下人员定位系统是矿井开采、人员安全及疏散方案制定的保障和依据。文章以井下人员定位技术为研究对象,分析了基于RFID、WIFI、ZigBee和UWB四种技术的人员定位系统,并进行了比对。该研究为入井人员定位系统方案制定和环境适应性选择提供了参考。

煤矿井下人员定位视频监控系统设计与实施

以无线网络技术为依托,开发了一种煤矿井下人员定位视频监控系统方案。该系统包括系统管理、人员定位、视频监控、报警等功能模块,通过这些功能的协同作用,能有效管理井下人员,准确显示其位置信息,有助于提升煤矿井下人员的管理水平,加强对井下人员生命安全的保护。结果表明,该系统具有一定的应用价值。

井下人员精确定位系统无线终端同步升级方法

针对井下人员定位系统采用无线应用内编程(IAP)方式进行固件升级存在的升级期间标志卡无法正常使用、升级效率较低、安全性不高等问题,提出了一种井下人员精确定位系统无线终端同步升级方法。给出了井下人员精确定位系统架构和无线终端同步升级方法流程,重点介绍了无线终端同步升级的安全性设计和高并发技术实现。安全性设计:为提升空中数据传输的安全性,针对读卡器与标志卡之间的数据传输方式,采用高级加密标准(AES)加密器进行针对性加密;为确保标志卡无线升级后运行正常,在标志卡完成接收即将切换时引入信息摘要算法MD5进行完整性校验。高并发技术实现:利用矿井全覆盖的超宽带(UWB)无线通信网络扩展并兼容无线升级协议,实现井下所有标志卡分布式多节点同步升级;通过断点续传方式,解决运动状态下多节点之间数据切换的问题;基于时隙ALOHA算法,提出一种动态时隙分配机制,以保证人员精确定位系统的容量及响应效率。测试结果表明,该方法可以在井下人员精确定位系统内兼容运行,在不影响系统性能指标的情况下,实现所有无线终端定位标志卡嵌入式固件的无线升级,升级成功率为100%,且升级过程高效、可靠、安全。

Zigbee无线网络技术支持下的矿井人员定位系统设计

能源行业一直是我国社会经济发展的支柱产业,这也是人民重视能源企业生产安全的主要原因之一。矿井人员定位系统作为能源企业安全生产过程中最重要的生产运行系统之一也被广泛的应用于各能源企业生产过程中。但在现代化技术的发展过程中,以RSSI定位原理所实现的矿井人员定位系统已经难以满足当前能源企业开采的实际需求,设计一种新型矿井人员定位系统已经成为该行业该行业发展的急迫需求。对此,本文对Zigbee无线网络技术进行研究,后根据Zigbee技术特点来设计矿井人员定位系统。

基于Zigbee的矿山井下人员定位技术研究

针对矿山井下人员定位及巷道特点,设计了一种电源节能算法的ZigBee无线传感器节点布设拓扑及井下人员无线定位系统模型,在此基础上提出了一种改进型无线双重质心人员定位算法。经矿山井下实地调研,并通过Matlab软件进行仿真试验,结果表明改进型无线双重质心人员定位算法比传统质心算法、RSSI算法的定位精度提高了近50%,可有效解决节点能量受限问题,并延长系统寿命。该Zigbee井下人员无线定位系统技术简便、定位精度较高、成本较低,且节约巷道空间、算法简单,适合矿山井下矿工人员定位和考勤。

基于UWB技术的煤矿井下精确人员定位系统设计与优化

本文主要简单介绍了UWB技术,对煤矿井下巷道环境和我国煤矿井下人员定位系统存在的问题进行了分析,探讨了基于UWB技术的煤矿井下精确人员定位系统设计及系统测试,旨在充分发挥UWB技术优势,进一步优化煤矿井下精确人员定位系统,改善当前的煤矿井下人员定位状况,以提高人员定位技术水平,为应急救援工作提供重要的技术支持,做好保障工作,从而提升煤矿井下施工安全。

基于无线网络技术的煤矿井下人员定位系统研究

基于Wifi无线网络通信技术设计研究了煤矿井下人员定位系统。系统整体上可被划分成为井下人员位置信息采集部分和井上数据信息处理部分,井上和井下通过光纤实现数据传输,可将人员定位精度提升至2 m。

无线网络技术在井下人员定位系统中的应用

无线网络技术由于其诸多优势被广泛应用于煤矿井下人员定位系统中,本文以潞安潞宁矿建立井下人员定位系统为研究背景,采用无线网络通信技术,分别对潞宁矿井下主干网络部署、井下无线网络规划和井下无线网络配置进行设计。设计的无线网络系统被应用于潞宁矿,并介绍了该系统的使用界面、预警指示以及相关职工的安全教育培训。

高感知度无线通信技术实现井下人员准确定位考勤

山东亨达煤业茅庄矿开采30多年来,形成了多个层平巷同时作业的情况。在对各层井下作业人员进行安全保障和考勤管理时,准确的定位是关键。通过采用新的符合《AQ 6210-2007》标准要求的高感知度无线通信技术,亨达矿业实现了各作业层的人员准确定位和考勤。

基于无线网络技术的煤矿井下人员定位系统研究

改革开放之后我国工业迅速发展,各种能源需求量逐渐增加,尤其是煤矿资源。因此,开采量与开采规模逐渐加大,人们也逐渐重视矿井安全问题。人员定位体系是确保矿井内部施工工人安全的关键。科学技术的持续进步,矿井开采期间使用的人员定位体系逐渐增加,有效的提高了定位体系运转的稳固性、可靠性与准确性。文章主要对无线网络技术的煤矿井下人员定位系统进行了综合的分析。

一种高精度井下人员无线定位方法

在分析主流无线定位技术在井下应用局限性的基础上,提出了基于对称双向到达时间测距和最小二乘法实现井下精确定位的方法,证明了该方法对由于无线定位设备晶振频率差异导致的测量误差有较高的鲁棒性;通过分析和比较实验数据,证明了该井下精确定位方法的可行性和有效性。

基于无线网络的井下人员快速定位系统研究

为了可以实时获取井下工作人员位置、环境状态等信息,设计了基于无线通信网络的井下人员快速定位系统。将RSSI算法应用于井下特殊环境,同时设计了三边测量校正方法。推导了人员定位数学模型,仿真分析了影响测距精度的两个重要参数。实验采用不同距离条件下的3个信标点测试移动点(人员)随距离变化入网后的具体位置,结果显示,直线巷道300 m内掉包率为0,弯道巷道200 m内掉包率为0,50 m内人员随机入网人员定位精度满足1 m的设计要求。

井下人员定位系统无线通信设计

近年来煤矿瓦斯爆炸频繁发生,为了实现安全、合理的煤矿管理,保证矿工的人身安全,建立井下人员定位系统,显得十分必要。考虑到当前不完备的井下通信系统,以及系统现场实施的复杂性,设计了一种基于nRF9E5的无线传输通信系统,并将其应用于井下人员的定位。