本文關(guān)鍵詞：煤礦救災(zāi)機器人監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計及無線信道特性分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：煤礦事故的頻繁發(fā)生使得煤礦的安全生產(chǎn)受到極大關(guān)注。災(zāi)難發(fā)生后,如何及時、準確地獲取災(zāi)害現(xiàn)場各類信息,以便進行緊急救援、減少人員傷亡和財產(chǎn)損失是各國災(zāi)后救援面臨的重大難題。伴隨著科學技術(shù)水平的提高,人們已經(jīng)研制出了可以在第一時間進入井下事故現(xiàn)場進行探測并傳回現(xiàn)場情況信息的救災(zāi)機器人。本論文基于對井下受限空間中無線信道特性及數(shù)據(jù)傳輸?shù)难芯?以煤礦救災(zāi)機器人和無線WIFI技術(shù)為主體,設(shè)計了一種煤礦救援機器人監(jiān)測系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容如下:首先,本文闡述了煤礦救援機器人和無線通信技術(shù)在礦井下應(yīng)用的國內(nèi)外現(xiàn)狀,提出了課題的來源及研究意義。通過對主流短距離無線通信技術(shù)性能的比較,得出了WIFI技術(shù)被應(yīng)用于礦井的優(yōu)越性;并從電磁波的傳播原理和礦井內(nèi)無線信道傳播特性分析進一步表明了WIFI技術(shù)在井下應(yīng)用的可行性與可靠性。其次,運用最小二乘法對基于RSSI的路徑損耗模型進行改進。通過在該模型中X椉右桓霰硎徑嗑緞вΦ男拚蜃觮,并進行實際測量和數(shù)據(jù)的仿真對比分析,結(jié)果表明改進后的模型更加接近無線信號在礦井受限空間內(nèi)傳播的實際情況。第三,設(shè)計了基于WIFI的煤礦救援機器人無線監(jiān)測系統(tǒng)。硬件上,主要由礦井頂板軌道、救援機器人、個人PC機、無線AP和各類探測終端設(shè)備節(jié)點組成;軟件上,利用常見的C/S(客戶端/服務(wù)器)模式進行實時通信,實現(xiàn)了監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸、轉(zhuǎn)發(fā)與存儲。最后,利用VS2010編寫生成綜合監(jiān)測界面,運行結(jié)果表明,監(jiān)控主機能將井下環(huán)境信息清晰、明確的顯示出來,系統(tǒng)達到了預期設(shè)計的目的,具有很好的應(yīng)用前景和推廣價值。
【關(guān)鍵詞】：煤礦救災(zāi)機器人 WIFI技術(shù) 無線信道 最小二乘法 MATLAB 數(shù)據(jù)傳輸
【學位授予單位】：河南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TD76;TP242
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 引言10-18
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 煤礦救援機器人國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 煤礦井下無線通信技術(shù)的國內(nèi)外研究應(yīng)用現(xiàn)狀12-13
• 1.3 802.11協(xié)議族/ WIFI技術(shù)標準13-15
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)安排15-18
• 2 系統(tǒng)無線通信技術(shù)和理論研究18-28
• 2.1 主流短距離無線通信技術(shù)18-21
• 2.1.1 ZigBee18
• 2.1.2 藍牙18-19
• 2.1.3 射頻識別（RFID）19
• 2.1.4 超寬帶（UWB）19-20
• 2.1.5 IrDA技術(shù)20-21
• 2.2 電磁波在礦井受限空間內(nèi)的傳播特性21-25
• 2.2.1 麥克斯韋方程組和邊界條件21-23
• 2.2.2 拱形巷道中電磁波的傳輸特性23-25
• 2.3 本章小結(jié)25-28
• 3 礦井移動通信的無線信道特性研究28-40
• 3.1 礦井移動通信無線信道特性28-31
• 3.1.1 無線信道的基本概念28
• 3.1.2 電磁波在無線信道中的傳播28-31
• 3.1.3 無線信道的傳播模型31
• 3.2 基于RSSI的基本路徑損耗模型及其改進31-37
• 3.2.1 無線電波的傳輸空間31-32
• 3.2.2 基于RSSI的基本路徑損耗模型32-35
• 3.2.3 改進的基于RSSI的路徑損耗模型35-37
• 3.3 模型仿真對比分析37-38
• 3.4 本章小結(jié)38-40
• 4 基于WIFI的煤礦救援機器人無線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計40-64
• 4.1 系統(tǒng)整體方案設(shè)計40-44
• 4.1.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)40-43
• 4.1.2 巷道結(jié)構(gòu)設(shè)計43-44
• 4.2 井下無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)44-47
• 4.2.1 網(wǎng)絡(luò)通信模型44-45
• 4.2.2 系統(tǒng)組網(wǎng)方式45-46
• 4.2.3 井下無線AP接入點及節(jié)點部署原則46-47
• 4.3 系統(tǒng)硬件組成47-54
• 4.3.1 無線局域網(wǎng)的實現(xiàn)47-48
• 4.3.2 信息感知系統(tǒng)設(shè)計48-53
• 4.3.3 系統(tǒng)硬件部署53
• 4.3.4 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接測試53-54
• 4.4 系統(tǒng)通信協(xié)議及數(shù)據(jù)傳輸54-56
• 4.4.1 TCP首部54-55
• 4.4.2 TCP協(xié)議的特點55-56
• 4.5 Windows Socket編程技術(shù)56-58
• 4.5.1 Windows Socket版本56
• 4.5.2 套接字56
• 4.5.3 基于TCP Socket的數(shù)據(jù)采集與傳輸56-57
• 4.5.4 系統(tǒng)軟件實現(xiàn)57-58
• 4.6 系統(tǒng)運行結(jié)果58-62
• 4.7 本章小結(jié)62-64
• 5 總結(jié)與展望64-66
• 5.1 總結(jié)64
• 5.2 展望64-66
• 參考文獻66-70
• 作者簡歷70-71
• 學位論文數(shù)據(jù)集71

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1 甄宗雷,趙臣,黃晶;清洗機器人及其應(yīng)用[J];洗凈技術(shù);2003年02期

2 肖松雷;華劍;;機器人在搜索救援中的應(yīng)用[J];中國應(yīng)急救援;2006年01期

3 孫強;卞清偉;曹拓;王坤東;;礦難搜救及信息獲取機器人系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用分析[J];煤礦機械;2011年10期

4 阿爾孜古麗·吾買爾;阿不力克木·艾則孜;;煤礦救援機器人系統(tǒng)運載車的設(shè)計與研究[J];煤礦機械;2012年08期

5 D.G.Underwood;陳文菁;;紡織業(yè)中的機器人技術(shù)[J];國外紡織技術(shù)(紡織分冊);1986年07期

6 于爾根·克茨瓦林娜,迪爾特·索嫩沙伊恩,溫慶義;改善媒礦勞動條件的機器人系統(tǒng)[J];煤礦自動化;1993年03期

7 ;國外機器人大觀[J];林業(yè)機械;1995年01期

8 楊帆,伊軍;3R-3P型雙臂機器人纏繞系統(tǒng)的動力學研究[J];武漢化工學院學報;2003年02期

9 李海濤;王敏;史凌斌;李健;;消防機器人的發(fā)展和應(yīng)用前景[J];中國公共安全(綜合版);2007年01期

10 滿翠華;范迅;;礦山援救機器人構(gòu)型研究[J];礦山機械;2008年12期

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1 胡春華;范勇;朱紀洪;孫增圻;;空中機器人的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[A];2005年中國智能自動化會議論文集[C];2005年

2 陳衛(wèi)東;;服務(wù)機器人的技術(shù)發(fā)展及微特電機在其中的應(yīng)用[A];第十屆中國小電機技術(shù)研討會論文集[C];2005年

3 肖玉林;侍才洪;陳煒;李浩;張西正;;救援機器人的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(綜述)[A];天津市生物醫(yī)學工程學會第三十四屆學術(shù)年會論文集[C];2014年

4 鄭亞青;吳建坡;;岸邊集裝箱宏-微起重機器人的機構(gòu)、結(jié)構(gòu)設(shè)計及運動仿真[A];2009海峽兩岸機械科技論壇論文集[C];2009年

5 王靜;邊繼東;張大慧;林峰華;張宏;;管道定量采樣機器人系統(tǒng)設(shè)計[A];2009全國虛擬儀器大會論文集（二）[C];2009年

6 黃海明;楊雷;宋躍;賴思沅;;智能保安巡邏機器人[A];2009全國虛擬儀器大會論文集（二）[C];2009年

7 王明輝;馬書根;李斌;;獨立操作型可重構(gòu)機器人群體的動態(tài)層次體系結(jié)構(gòu)研究[A];第八屆全國信息獲取與處理學術(shù)會議論文集[C];2010年

8 譚金林;劉明英;梁建民;;機器人硬件電路設(shè)計[A];1995年中國智能自動化學術(shù)會議暨智能自動化專業(yè)委員會成立大會論文集（下冊）[C];1995年

9 許家中;孔祥冰;尤波;李長峰;禹鑫q

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