煤礦井下基于WMN的無線定位系統和語音系統的設計與實現.pdf

1、目前，我國煤礦安全事故屢見不鮮，給國家的經濟帶來了巨大的損失，也給人們帶來了巨大的心靈創(chuàng)傷。而現在許多煤礦井下采用的應急報警系統不能給預警和救援工作提供實時的幫助，使得開發(fā)一套完善的井下數字綜合管理系統變得極為迫切。基于此，本文根據無線Mesh網絡的協議，開發(fā)了一套集成了視頻監(jiān)控、語音通信、終端定位、應急報警和環(huán)境監(jiān)測的數字礦山無線通信系統。而作為其重要組成部分的定位系統和語音通信系統，可以提供實時的位置信息和話音通信服務，對保障作業(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網絡，并結合煤礦井下的實際環(huán)境，根據監(jiān)控系統的性能需求和功能需求，設計了煤礦井下定位系統和無線語音系統，主要完成了以下幾部分的內容：
　　 首先簡單介紹了無線Mesh網絡的優(yōu)越性和突出特點，然后與其他無線網絡進行了對比；并結合煤礦井下監(jiān)控系統的需求，選擇了Strix公司的無線Mesh節(jié)點設備，搭建無線Mesh網絡，并利用Iperf、IxChriot等軟件對網絡

3、的性能參數進行了測試，包括網絡帶寬、網絡時延以及吞吐量等參數，確保了網絡設計的可行性。
　　 然后介紹了目前常見的定位算法，提出了環(huán)重疊和質心相結合的定位算法，并在VS2008平臺上進行軟件實現，在實驗室環(huán)境內分別搭建了星型網絡、鏈狀網絡和混合網絡，對客戶端進行了定位，并與基于傳統的三邊定位算法開發(fā)的定位軟件進行了比較，結果表明新算法在精度上和穩(wěn)定性上均優(yōu)于傳統方法。
　　 最后基于SIP協議和先進的VoIP協議，開發(fā)和

4、設計了基于Mesh網絡的無線井下語音系統，并利用Clear Sight Analyzer對該網絡進行了VoIP QoS的總體指標評價以及包丟失分析，抖動分析，失序的包傳輸和時延分析。測試結果表明，Mesh井下語音通信系統能達到MOS為4.3，保障了井下的正常語音通信。
　　 可見，基于WMN的數字礦山綜合管理系統能給煤礦井下通信提供穩(wěn)定的網絡性能，而開發(fā)的煤礦井下定位系統和無線語音系統都能正常工作，達到了預期的目的，給煤礦井下的