[发明专利]基于接收信号强度的矿井下人员的实时定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线通信的定位方法，尤其是涉及一种采用IEEE 802.15.4无线网络技术、基于接收信号强度对矿井下人员进行实时定位的方法。

背景技术

矿井开采作为安全事故频发的重工业，对安全监督管理系统的要求很高。利用无线通信定位系统，对并下人员进行实时定位监督，将在很大程度上加强井下作业的安全保障。

目前，我国的一些煤矿还停留在采取矿灯考勤，电话跟踪定位等原始方法来掌握工作人员井下信息的阶段，这种方法不能及时，准确的了解井下工作人员的位置及分布情况，无法适应煤矿安全生产的实际要求。近年来，国内一些科研院所及企业推出了各自对井下应用人员跟踪定位及考勤系统，这类系统主要是基于射频识别技术RFID(radio frequencyidentification)，这类技术只能实现区域定位，无法实现井下人员的精确定位。至于采用铺设电缆，光缆等的有线信号传输方式，则存在成本高，复杂地形区铺设难度较大，灵活性较差的诸多问题。

另外，矿井的井巷通道是狭长、闭合的通信信道，并且由于粉尘，潮湿，电磁干扰等原因的存在，通信条件比较恶劣，主要表现在下面几点：

首先，多径效应严重。小尺度衰落是指从发射源发出的电磁波在各障碍物的表面发生反射、散射、绕射效应，从而沿多种不同的路径到达接收端。接收端接收的信号为各个路径信号的矢量和。叠加的效果与各个路径信号的相位差密切相关，在空间上某些点上相互抵消，而在某些点上又相互加强，从而在近场区引发强烈的随机快速起伏现象。

其次，非视距路径传播对于信号强度影响大。当移动台和接收机之间的直线距离被遮挡后，只有折射和反射路径到达接收端，则接收处得到的信号强度(Received Signal StrengthIndication，RSSI)会被消弱，从而影响矿井下定位算法的性能。

发明内容

本发明提出一种基于接收信号强度的矿井下人员的实时定位方法，利用IEEE 802.15.4无线网络技术实现对矿井下人员定位，从而为矿井作业提供了安全保障，并为灾后搜救工作提供了强有力的保障。

本发明采用了如下技术方案来实现：一种基于接收信号强度的矿井下人员的实时定位方法，其包括：

在矿井通道中建立基于IEEE 802.15.4无线网络协议的无线通信网络，设置在每个矿井工作人员身上的定位器均接入无线通信网络并分别成为该网络的一个通信节点；

根据参考通信节点的接收信号强度推算出其与未知通信节点之间的相对距离，进而算出未知通信节点的坐标(x，y)为使函数f(x，y)取最小值的位置：

f(x,y)=12Σi=1N(g{(x-xi)2+(y-yi)2}-g{di2})2]]>