煤矿井下环境复杂,存在多种安全隐患。近年来我国煤矿事故频繁发生,造成重大人员伤亡和经济损失,现有的煤矿安全系统已经无法满足安全生产需要。无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)是集无线通讯、数据采集和信息处理功能于一体的新型分布式自组织数据采集网络,具有低成本、低功耗等特点,适合于煤矿井下的应用,将WSN技术应用于煤矿人员定位,将有效地提高煤矿安全生产监控和管理水平。定位技术是WSN的一项关键技术,在其应用中不知道节点位置监测到的信息是没有意义的,确定节点位置是对煤矿人员实施定位的根本问题。文章系统研究了WSN定位技术的定位机制,定位算法使用性能等,并重点对WSN定位算法在煤矿井下的应用进行了深入研究,针对煤矿环境的特点提出了适用于该环境的双半径定位算法,同时提出了适合于该算法实施和矿井环境的阶梯型节点布设方案。研究内容主要包括:(1) WSN定位算法及其适用性研究:文章对WSN定位算法的定位原理和特点进行了研究,并从算法的定位精度、信标节点密度、硬件要求、节点布设要求等角度进行研究,得出了典型定位算法的适用性能。(2)适合矿井环境下应用的定位算法研究:文章结合矿井下的特殊环境和定位算法特点选择较适合矿井下应用的质心定位算法,并分析其存在不足,在此基础上对该算法进行优化改进,提出了双半径定位算法,并对算法进行了仿真验证,仿真显示定位误差由10.51%降低到了3.62%,有效地提高了节点的定位精度。(3)节点布设研究:文章针对矿井特殊环境和双半径算法的特点提出了阶梯型节点布设方案,该布设方案能够有效提高节点定位精度、全面均衡获取监测信息以及控制节点使用数量,实现了信标节点和未知节点与环境的有效结合。