基于WSN的礦井環(huán)境監(jiān)測及人員定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、煤炭作為中國的傳統(tǒng)能源之一，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱。近年來，隨著人們對煤礦安全的重視，煤礦的開采越來越朝著智能化、信息化甚至多元化的方向發(fā)展。在對井下的監(jiān)測環(huán)境和人員定位要求越來越高的同時，傳統(tǒng)的煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)開始暴露出諸多問題。正在這個時期物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生，而作為物聯(lián)網(wǎng)的支撐技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一種低功耗、低成本的信息采集和處理技術(shù)開始進(jìn)入煤炭行業(yè)，也逐漸成為人們研究的方向，通過近二十年的研究與論證，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)完全可以適用于

2、礦井環(huán)境的監(jiān)控甚至人員定位中。
　　 本文所做的工作如下:1.結(jié)合礦井應(yīng)用背景，針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，提出一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的礦井環(huán)境監(jiān)測及人員定位系統(tǒng)。采用無線的通信方式和Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的監(jiān)控系統(tǒng)將為礦井的安全生產(chǎn)提供更加可靠的保障。礦井監(jiān)測系統(tǒng)的主要功能是對環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測和對井下人員進(jìn)行定位。2.在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，路由協(xié)議和定位算法是當(dāng)之無愧的核心技術(shù)，本論文將著重從這兩方面下手，對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析，設(shè)計(jì)一個合理可

3、靠的環(huán)境監(jiān)測及人員定位系統(tǒng)。并介紹了傳感器節(jié)點(diǎn)軟硬件設(shè)計(jì)原則，給出軟硬件的設(shè)計(jì)的流程圖及電路圖。3.結(jié)合無線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)格Mesh的特點(diǎn)，搭建一個混合Mesh結(jié)構(gòu)的的系統(tǒng)總體框架圖，對比普通網(wǎng)絡(luò)與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由，驗(yàn)證傳統(tǒng)的ADOV路由協(xié)議可以作為系統(tǒng)的路由協(xié)議使用。4.綜合考慮節(jié)點(diǎn)硬件開銷條件和礦井應(yīng)用背景，提出基于質(zhì)心迭代的DV-Hop定位改進(jìn)算法和基于四邊形分解的質(zhì)心算法來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)定位功能，該算法對硬件要求較低，簡單易行，滿足系統(tǒng)的定