面向煤層氣開發(fā)的WSN技術設計與實現(xiàn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡（Wireless Sensor Network，WSN）主要結合了傳感器技術與無線技術，隨著技術的成熟逐漸被應用到越來越多的領域，其不僅在軍事上和醫(yī)學上應用前景廣泛，而且在工業(yè)領域具有更加不可估量的價值。無線傳感網(wǎng)絡具有大規(guī)模、可擴充性等特點，通常被應用在一些環(huán)境復雜、地勢險峻的山區(qū)或者通視性良好的地區(qū)。無線傳感網(wǎng)絡的應用，不但解決了復雜地區(qū)中控室與現(xiàn)場的通訊鏈路問題，而且降低了運營成本、提高了經(jīng)濟效率，為工業(yè)開發(fā)提供了

2、可靠的技術支持。
　　本文主要針對山西煤層氣開發(fā)的特點，設計出一套無線傳感網(wǎng)絡以及相應的子系統(tǒng)。以達到廣大井區(qū)在低成本的投入下，提高自動化、信息化的水平，實現(xiàn)“遠程監(jiān)控，無人值守”的安全、高效的生產(chǎn)管理模式。具體內容如下:
　　1.面向煤層氣開發(fā)的無線傳感網(wǎng)絡分析與設計
　　面向煤層氣開發(fā)的無線傳感網(wǎng)絡具有易擴充、易組網(wǎng)、自愈合、交互性等特點。本項目采用樹形的拓撲結構為主干網(wǎng)絡，以“根-枝-葉”為主要節(jié)點，并且在此基礎

3、上自主開發(fā)相應的關鍵技術。
　　2.面向煤層氣開發(fā)的WSN的關鍵技術設計與實現(xiàn)
　　無線管理子系統(tǒng)，負責整個網(wǎng)絡的監(jiān)視與控制。通過此系統(tǒng)可以實時掌控每個節(jié)點的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)故障節(jié)點并進行處理。動態(tài)自愈合技術，是基于拓撲結構的主干網(wǎng)絡而開發(fā)的關鍵技術。當網(wǎng)絡主干運行鏈路出現(xiàn)問題時，通過動態(tài)自愈合技術轉換到備份運行鏈路上，實時保障了鏈路的連通性，解決了由于故障節(jié)點帶來的網(wǎng)絡癱瘓問題。本系統(tǒng)設計的無線傳輸數(shù)據(jù)包具有“類型、數(shù)據(jù)

4、長度、數(shù)據(jù)內容”的統(tǒng)一格式，其中，類型指明數(shù)據(jù)包所包含的信息內容，數(shù)據(jù)長度指明數(shù)據(jù)內容的長度。根據(jù)終端管理子系統(tǒng)接收和發(fā)送情況，數(shù)據(jù)包可分為接收包和命令包兩大類。節(jié)點將重要信息以無線傳輸數(shù)據(jù)包的格式傳輸并且解析顯示在終端管理子系統(tǒng)上，實現(xiàn)子系統(tǒng)對各個節(jié)點的監(jiān)督，同時終端管理子系統(tǒng)將命令包發(fā)送到各個節(jié)點上，實現(xiàn)對節(jié)點的控制。
　　3.面向煤層氣開發(fā)的無線傳感網(wǎng)絡的實驗及結論
　　通過搭建無線傳感網(wǎng)絡實驗平臺，進行相關性能以及功