基于指纹算法的井下无线定位系统的设计

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由于矿井的巷道和井下作业人员的分布情况复杂,现有的定位系统无法实时地报告井下人员的具体位置,定位精度低。本论文根据井下煤矿特殊的通信环境,对各种井下定位的算法进行探讨和研究,并分析了井下WLAN网络的组成和结构以及无线信号在井下的传播特性,选择位置指纹定位技术实现井下定位。本论文重点研究了指纹定位算法,并对其进行优化和改进。在训练阶段进行数据预处理,去除奇异点;在定位阶段进行结果校正,提高定位准确率。  本论文设计并实现了基于WiFi网络的井下人员无线定位系统。系统主要由以太网交换机、AP(Wireless Access Point)节点、定位系统服务器和井下定位终端组成。系统服务器实现数据采集、建立指纹数据库、数据处理、实时定位、定位结果校正的功能。井下定位终端以三星公司生产的ARM11内核的S3C6410微处理器作为硬件平台,基于Android操作系统开发,主要实现信号采集和发送定位数据的功能。论文完成了服务器端和客户端的软件设计,包括系统的软件结构、数据库设计、数据格式、通信方式以及数据采集与发送、信息推送等的设计。  最后,论文完成了井下定位系统的搭建,并对系统的测试结果和定位性能进行分析。测试结果表明,基于指纹算法的井下定位系统能够实现高精度的井下人员定位,满足矿井人员定位的需求。
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