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《北京交通大学》 2008年
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煤矿瓦斯监测网格型无线传感器网络的实现

刘彬  
【摘要】: 煤矿的自然条件非常复杂,开采条件也极端多变,矿井中可能存在着各种灾害,增加了煤矿开采的不安全度,容易引发重大事故,给安全生产造成极大的困难。其中瓦斯灾害较为严重,是煤矿安全生产的主要威胁因素。目前煤矿中主要以有线监控系统为基础进行瓦斯的监测,此种监测方式存在着种种的局限性和不足,已经不能满足煤矿安全监控的需求,从而存在较大的安全隐患。为此,本文提出了一种用于煤矿瓦斯监测的网格型无线传感器网络,作为有线监控系统的补充,将极大的提高煤矿瓦斯监测与预警水平。 煤矿瓦斯监测网格型无线传感器网络主要包括协调器、路由器、普通型端设备和增强型端设备共四种节点,功能各不相同。本文设计了无线传感器节点的硬件结构和软件系统,以支持这四种节点的功能。 网格型无线传感器网络是一个自组织的网络,针对瓦斯监测工作的需求,本文设计了网络的拓扑控制机制、无线节点接入机制和路由机制。拓扑控制机制主要解决网络的建立、拓扑结构的生成和功率控制等问题;无线节点接入机制主要解决网络中的数据冲突问题;路由机制主要解决瓦斯监测数据在网络中的传输问题。 在煤矿瓦斯监测工作中,工作人员需要获得监测区域中各个监测点的瓦斯浓度数据,以便对整个区域的瓦斯分布进行分析和必要的预测。此外,一旦监测区域内的瓦斯浓度超标,要求监测网络能够及时报警。为此,针对无线传感器网络自身的特点,设计了周期巡检和中断唤醒相结合的网络工作方式,使无线监测网络在节能的前提下可以满足上述监测工作的要求。 在长约90米的平直室内走廊对所设计的网络进行了多次测试,并在山东兖州煤矿巷道内对网络进行了实地测试,测试结果表明监测网络的无线通信效果良好,按照所设计的工作方式执行了模拟监测任务,拓扑控制机制、无线节点接入机制和路由机制基本满足了预期的设计要求,可以较好的满足煤矿瓦斯监测需要。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP212.9;TN929.5

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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2 马晓燕;;基于WSN的井下温度监测系统研究[J];同煤科技;2012年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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10 于亮亮;刘刚;王俊;;基于IEEE802.15.4的温室环境信息采集系统[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 孙玉婷;基于柱形换能器的水下传感器网络组网协议研究[D];中国海洋大学;2009年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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中国期刊全文数据库 前3条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘彬;煤矿瓦斯监测网格型无线传感器网络的实现[D];北京交通大学;2008年
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5 钟海洋;无线网络中能量高效的拓扑控制算法研究[D];曲阜师范大学;2010年
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8 李茹雪;无线传感器网络中的拓扑控制及能量有效利用问题研究[D];杭州电子科技大学;2009年
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