煤礦井下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步研究.pdf

1、煤炭是我國(guó)主要的能源，隨著社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步，煤炭需求量不斷的加大。為了滿(mǎn)足需求，需要持續(xù)的開(kāi)采，這樣導(dǎo)致礦山環(huán)境變得越來(lái)越惡劣，所以，急切需要煤礦安全技術(shù)的支撐。伴隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，國(guó)內(nèi)外學(xué)者把它適當(dāng)應(yīng)用于煤礦安全當(dāng)中。
　　無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要分支。通過(guò)在煤礦井下部署傳感器節(jié)點(diǎn)，僅僅通過(guò)無(wú)線通信方式和多跳技術(shù)就可以獲取煤礦井下任何位置人員、設(shè)備以及環(huán)境的信息，且節(jié)省了布線成本和維護(hù)相對(duì)容易。
　　煤礦

2、井下安監(jiān)系統(tǒng)、人員跟蹤定位系統(tǒng)等都是建立在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的，而時(shí)間同步是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)之一。一般而言，煤礦井下開(kāi)采區(qū)域都在地下幾百甚至幾千米，所以并下人員和設(shè)備是無(wú)法獲取GPS信號(hào)的?，F(xiàn)有的時(shí)間同步方法是通過(guò)在井下布置大量光纖獲取時(shí)間信息，但是煤礦井下巷道結(jié)構(gòu)復(fù)雜且成樹(shù)狀，布置光纖成本比較高且維護(hù)比較繁瑣。
　　本文首先分析了煤礦井下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀、關(guān)鍵技術(shù)和面臨的問(wèn)題。其次，分析了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步理論基礎(chǔ)

3、和一些經(jīng)典時(shí)間同步算法，尋找一種合適的可用于煤礦井下環(huán)境的時(shí)間同步算法。然后，針對(duì)礦井巷道中無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步的需求，提出了一種可行的時(shí)間同步算法方案。在礦井巷道三維定位模型中，結(jié)合中繼節(jié)點(diǎn)、感知節(jié)點(diǎn)、被測(cè)節(jié)點(diǎn)的分布特點(diǎn)，采用成對(duì)廣播同步(PBS)和連續(xù)多跳同步算法(SMA)原理，實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間同步。從同步精度及同步消息數(shù)量角度出發(fā)，仿真分析了該方案的可行性。定位模型和時(shí)間同步模型的融合，有效的解決了礦井巷道無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)