井下WPT技术机理研究

为解决井下无线传感器电池容量受限的问题,根据井下无线传感器带壮分布的特点,提出了井下无线运动充电的思想.构建充电系统模型,讨论了充电信道建模、接收微带天线设计、多天线协作三个方面的技术路线.本文在研究井下微波输能传输特性的基础上,探讨在低功率密度下,多天线协作的移动无线充电技术在井下运动式充电特性,使用这个技术对无线传感器节点充电,解决井下无线传感器网络能量补充问题,突破现有节点单纯依靠电池供电的局限.     

基于跳距修正L-M优化的WSN定位算法

针对DV-Hop定位算法在节点随机分布的网络拓扑环境下存在误差较大的问题,文中通过分析平均跳距估计、未知节点坐标估计区域求解对定位精度的影响,提出了一种基于跳距修正L-M优化的WSN定位算法CLDV-Hop(Correct L-M DV-Hop)。仿真结果表明,在不增加额外开销且仿真环境相同的条件下,CLDV-Hop算法比现有改进的算法具有更高的定位精度,与DV-Hop算法相比精度提高了约33%——41%。     

基于太赫兹时域光谱技术的煤岩识别方法研究

煤岩识别一直是制约煤矿无人化开采的关键问题之一。传统的人工采煤因为工作环境极其复杂,很难精准地找到煤岩的分界面,容易造成欠切割或过切割现象。太赫兹光谱技术作为一种无损探测技术,能够反映出被测物体的物理和化学信息,可以成为研究煤岩识别的有效方法。采用太赫兹时域光谱技术与多元统计法—聚类分析（CA）和主成分分析（PCA）相结合的方法来识别不同种类的煤岩。通过透射式太赫兹光谱仪获得六种煤岩样品的太赫兹光谱,对其进行FFT等一系列数学计算可以得到各种样品的折射率、吸收系数以及介电常数。计算结果表明不同种类的煤岩在折射率、吸收系数上都存在差异。分析各类煤炭样品的折射率和吸收系数与样品的各组成成分含量之间的关系,可以发现碳含量是影响其样品折射率大小的因素之一,灰分含量是影响其样品吸收系数大小的因素之一。聚类分析中两类样品的欧氏距离与主成分分析中的第一主成分（PC1）得分都能反映煤岩样品之间的相似性和相异性,并且CA与PCA的结果保持一致。分别将各类样品在0.5～2.5 THz频率范围内的折射率、吸收系数与CA和PCA结合,组成太赫兹数据与煤岩之间的模型。分析表明：根据不同样品之间的相似性,两种模型中六种煤岩样品均被分为两类;在各种样品的吸收系数与CA-PCA组成的模型中,四种煤炭被聚集在一起,并且石英砂岩（GSR-4）具有很好的独特性：石英砂岩拥有最小的PC1得分值以及石英砂岩与第二类之间的欧氏距离最大,为219.03。由此可见采用太赫兹技术与多元统计方法结合,可以实现煤岩的准确识别,识别准确率可以达到100%。     

一种利用信道状态信息的室内指纹定位方法

传统的室内指纹定位技术通常是利用接收信号强度指示(RSSI)来生成指纹,然而由于RSSI易受到环境变化等因素的影响,无法进一步提高定位精度。本文提出了一种利用信道状态信息(CSI)的指纹定位方法。充分利用多入多出(MIMO)和正交频分复用(OFDM)技术的频率分集和空间分集的优势,以接收天线为单位对信号进行聚合,将处理后CSI子载波的幅度和相位信息作为位置指纹。在会议室和实验室测试了影响定位精度因素,并分别与1种基于RSSI的指纹定位方法和2种基于CSI的指纹定位方法进行了对比分析。实验结果表明:本文提出的定位方法在会议室和实验室中的定位误差分别是0. 85 m和1. 28 m,定位精度优于其他3种方法。     

一种基于多特征多分类器融合的人体行为识别方法

提出了一种基于多特征多分类器融合的人体行为识别方法。针对Kinect传感器提取的三维骨骼动作序列,采用身体部位的相对几何特征、关节点的相对位置特征、关节点的绝对位置特征对人体动作进行描述。将支持向量机和随机森林分类器作为成员分类器,对3种动作特征分别进行训练和测试,使用分类器融合算法对分类结果进行融合决策,实现最终的分类。在现有的人体动作数据集上进行验证,实验结果表明:本方法可取得95%的识别率。     

矿井皮带区矿工违规行为识别方法

针对矿井皮带区域人员违规行为的识别问题,提出了一种基于改进运动历史图描述矿工行为过程的方法,并提出金字塔几何矩特征。使用基于贝叶斯理论融合的金字塔几何矩与方向梯度直方图(HOG)特征向量识别矿工行为。首先,对三元色光(RGB)视频数据流提取关键帧,使用运动历史图描述矿工行为并在此基础上计算特征向量,使用K-最近邻(KNN)分类算法对矿工行为进行识别。使用深度学习法识别安全帽等目标,结合环境对矿工行为是否违规进行判识。实验结果表明:本文提出的方法识别准确率较高,可以达到96.5%,且时间复杂度较低,可以满足实时要求。同时,在KTH与Weizmann两个公共数据集上均取得较好的效果。     

矿山个人双向信息传输系统设计与实现

 针对煤矿工人下井后难以了解所处环境安全性的问题,提出了一种基于矿山个人双向信息终端的解决方案。介绍了基于Wi-Fi的矿山个人双向信息传输系统结构与功能,以低功耗GS1011智能芯片为核心,设计并实现智能矿灯嵌入式个人信息终端,分析了双向信息终端的工作原理,设计并实现了智能终端的实时定位算法,利用智能终端技术与三维井巷建模技术构建了煤矿三维虚拟现实系统。系统主要功能为主动感知周围安全环境、与地面及其他矿工信息交流、对矿工进行实时定位跟踪管理。本系统应用于徐州夹河煤矿物联网示范工程,取得良好效果。     

协作WSN路由算法的能耗及其影响因素研究

研究了一般拓扑意义下的无线传感器网络协作路由算法的能耗情况及其影响因素.在Amir协作链路费用模型的基础上,从理论上证明了协作路由传递一定会带来能量节省.同时,从实践的角度研究了节点收发电路能耗对路由算法节能效果的影响.仿真结果表明:在自由空间模型下,能量节省值与收发电路能耗成反比,其极限值为收发电路能耗值为零时的能量节省值;协作路由的能量节省值还与参与协作的节点数量、网络中的节点总数呈正相关的关系.     

基于改进双流算法的矿工行为识别方法研究

针对目前矿工行为数据集构建不全面、行为识别实时性较差、对相似行为的细粒性识别精度较低等问题,提出了一种端到端的自主学习行为特征并实现行为分类的识别方法.首先,对原始矿工行为视频进行特征提取,生成用来描述时间特征的光流图以及可以描述空间特征的三原色(RGB)图像,使用双流网络对提取的特征进行学习并得到行为分类结果;然后,...     

基于离散对数的容忍入侵的代理盲签名方案

为了防御代理盲签名方案中原始签名者的伪造攻击和签名接收者的伪造攻击,该文对签名算法进行了研究。该文基于新的(t,n)秘密共享机制将证书授权中心(Certificate authority,CA)私钥进行分存,使用其身份作为私钥份额的标识,提供私钥保护的容侵性。该方案不是从保护系统或检测入侵出发来保证CA的安全,而是确保当少数部件被攻击或占领后,CA系统的机密信息并没有暴露。研究结果表明:系统中即使一定数量的用户被恶意攻击者攻击后,系统仍可有效地运转。