基于无线传感器网络的矿井安全监测技术与实现

来源 :三峡大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gymc2009
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矿产开采过程中的安全事故频频发生,造成巨大的经济损失和惨重的人员伤亡。矿井安全管理迫切需要一种易于推广、成本低以及有效的监测技术,实现井下环境的实时监测功能,掌握事故的规律,将事故的发生率和造成的损失降到最低。  矿产的开采处于地下环境,物理结构环境不稳定,节点失效可能性大,本文重点针对节点失效问题研究了节点的部署策略。因为地下与地上环境的信号传播特征有一定的差异,有必要对信号在矿井巷道中传播特性进行分析说明。为了保证矿井下的安全及监测网络状态,需要对矿井下的安全环境参数及节点的运行状态进行实时查看。论文的主要工作如下:  1)分析无线信号在矿井巷道中的传播特性,通过实验测试几种环境因素对信号传输性能的影响程度,为节点的部署提供实验依据。  2)对矿井巷道的特征进行总结归纳,针对节点失效问题提出一种2-连通的节点部署策略,根据巷道的几种特征分别给予相应的节点布置说明,并通过模拟实验测试网络性能。  3)结合2-连通的部署策略对矿井巷道下的无线传感网络进行设计,并从环境参数监测及节点状态显示两个方面设计系统的上位机软件,通过模拟实验对整个系统进行测试。  本文针对节点失效问题提出一种2-连通的节点部署策略,实验测试结果表明该部署策略提高了网络的传输性能。设计了一种基于无线传感器网络的矿井安全监测系统,实验测试结果表明该监测系统能够实现参数的实时监测及节点状态的实时显示功能。
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