煤礦環(huán)境層次型多參數監(jiān)測無線傳感器網絡及其互連的設計與實現.pdf

1、我國煤礦資源豐富，但是煤礦自然環(huán)境復雜，事故頻有發(fā)生。現有的有線監(jiān)控系統(tǒng)很難靈活布網，實現對整個煤礦的完全監(jiān)測，在礦井中依然存在很多監(jiān)測盲區(qū)，而這些區(qū)域往往是發(fā)生事故的隱患所在。本文正是基于這種背景，提出了一種煤礦井下多參數層次型無線傳感器監(jiān)測網絡，作為有線監(jiān)控的補充，實現和有線監(jiān)控互連能夠大大的提高整個煤礦的監(jiān)測和預警水平。 根據煤礦井下環(huán)境的特點，本文設計了多參數層次型無線傳感器網絡的硬件結構和路由機制。論述了網絡的建網過程

2、，主輔備份路由的形成，根據Zigbee協議對網絡地址的分配規(guī)則，重新設計了一種適合于主輔備份路由機制的網絡地址分配方法。實驗表明主輔備份路由機制在主路由器失效的情況下，輔助路由器可以成功使整個網絡可靠穩(wěn)定的運行，從而提高了網絡在煤礦環(huán)境中的生存力。網絡的參數收集主要采用周期巡檢和中斷喚醒兩種方式。中斷喚醒工作方式可以獨立工作，實現參數超限報警功能，也可以作為周期巡檢的補充，實現實時的監(jiān)測。同時本文設計了一種數據采集管理的機制以及基于簇的

3、時隙分配和網絡同步機制以提高數據收集的靈活性和可靠性。 為了提高網絡的穩(wěn)定性和可靠性，本文設計了主輔備份路由的維護以及網絡故障的管理機制。對網絡路由機制的維護和管理就是保證整個網絡拓撲結構的穩(wěn)定，保證數據的正常傳輸。網絡故障管理提高了網絡的生存力，保持整個網絡可靠穩(wěn)定的運行。 網絡采用modbus協議和煤礦井下有線監(jiān)控互連，實現信息交互，從而組成煤礦井下的監(jiān)測系統(tǒng)。本文還實現無線傳感器網絡通過網關和WiMAX網絡的互連，