文档介绍：分类号 TP393 密级
D U C
硕士学位论文
基于无线传感器网络的矿井安全监测
技术与实现
学位申请人: 李丰杰
学科专业: 计算机应用技术
指导教师: 徐守志教授
二○一二年五月
A Dissertation Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for
the Degree of Master of Science in Engineering
Design and Implementation of Mine Safety Monitoring
TechnologyBased on Wireless work
Graduate Student: Li Fengjie
Major: Computer Applied Technology
Supervisor: Prof. Xu Shouzhi
China Three Gorges University
Yichang, 443002,
May,2012
三峡大学硕士学位论文
三峡大学学位论文原创性声明
本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作
所取得的成果,除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经
发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明
确方式标明,本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
学位论文作者签名:
日期:
I
三峡大学硕士学位论文
内容摘要
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。
关键词:无线传感器网络矿井安全监测传感器 ZigBee
II
三峡大学硕士学位论文
Abstract
Accidents occur frequently in the mineral extraction, which causes huge economic
losses and heavy casualties. Mine safety management needs an easy promotion, low cost
and effective monitoring technology that can implement the real-time monitoring of mine
roadway, reveal the rule of the accidents, reduce the incidents of accidents and economic
losses.
Mineral extraction is in underground environment, the unstable physical structure
environment likely lead to node failure, this paper mainly studies the node deployment
strategy for the problem of node failure. Because of the difference of s