1、我國(guó)金屬礦資源豐富，礦車是礦山生產(chǎn)的一種重要紐帶運(yùn)輸裝備，主要用于運(yùn)輸、提升或裝載礦石、材料與人員，然而礦難事故卻時(shí)常發(fā)生。針對(duì)現(xiàn)有井下礦車監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的布線困難、信息化和可視化水平低等問(wèn)題，研究并設(shè)計(jì)了一種基于WSN的地下礦車定位及安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)、合理、高效的調(diào)度礦車，從而有效提高了金屬礦井安全生產(chǎn)水平與救災(zāi)效率。文章重點(diǎn)介紹了系統(tǒng)總體方案、節(jié)點(diǎn)軟硬件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)定位與跟蹤算法的選擇及優(yōu)化、ZigBee組網(wǎng)路由協(xié)議及算法的改進(jìn)、上位機(jī)管

2、理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　?。?）首先分析了金屬礦井地下礦車監(jiān)管現(xiàn)狀、不足和未來(lái)安全監(jiān)測(cè)要求，結(jié)合調(diào)研，對(duì)井下環(huán)境，電磁波在井下傳輸特性與損耗，以及節(jié)點(diǎn)方向?qū)π盘?hào)傳輸?shù)挠绊懛治雠c研究后，提出了系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)以及三類節(jié)點(diǎn)的部署方式。
　?。?）選擇了ZigBee網(wǎng)狀拓?fù)浣M網(wǎng)方案，并提出了改進(jìn)路由算法AODV-RD來(lái)形成自恢復(fù)能力的多跳MESH路由線路，為系統(tǒng)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸提供最優(yōu)路線。
　?。?）在基于CC2530

3、核心芯片上進(jìn)行匯聚節(jié)點(diǎn)、固定參考節(jié)點(diǎn)、礦車車載移動(dòng)未知節(jié)點(diǎn)的硬件電路設(shè)計(jì)。在分析了這三類節(jié)點(diǎn)的主要工作流程后，利用IAREW8051軟件實(shí)現(xiàn)了三類節(jié)點(diǎn)的組網(wǎng)軟件開(kāi)發(fā)。
　?。?）針對(duì)選取的RSSI定位算法和PF跟蹤算法實(shí)現(xiàn)礦車的定位跟蹤并進(jìn)行仿真，通過(guò)參數(shù)優(yōu)化及二次線性擬合推導(dǎo)出信號(hào)傳輸?shù)臏y(cè)距模型，并提出加權(quán)質(zhì)心算法使平均定位誤差降低了74.94％，PF跟蹤算法相比于EKF與UKF算法的跟蹤誤差最小。
　?。?）本系統(tǒng)還應(yīng)用

4、RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)礦車的速度進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)警，其預(yù)測(cè)值的均方誤差為0.04695明顯小于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的0.11796，預(yù)測(cè)精度較好，能夠很好的符合系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。
　　文章采用PC機(jī)、CC2530節(jié)點(diǎn)與智能小車搭建了一個(gè)簡(jiǎn)易的系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)基于LabVIEW和C＃語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的上位機(jī)系統(tǒng)對(duì)定位與跟蹤效果比較和分析，驗(yàn)證了系統(tǒng)在井下應(yīng)用的合理性與可行性。系統(tǒng)成本低、穩(wěn)定性與可靠性好、功耗低、魯棒性強(qiáng)，彌補(bǔ)了現(xiàn)有金屬礦井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的不足，具有