無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在煤田自燃監(jiān)測中的應(yīng)用研究.pdf

1、我國北方干旱地區(qū)的侏羅紀(jì)煤層自燃現(xiàn)象十分嚴(yán)重，浪費(fèi)了大量有限的煤炭資源，造成了很大的環(huán)境污染。因此對易發(fā)生自燃煤田區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)有效地監(jiān)測，及時(shí)掌握煤田區(qū)的環(huán)境數(shù)據(jù)，才能減少自燃事件的發(fā)生和因此帶來的損失。目前監(jiān)測主要通過人工和航空、衛(wèi)星遙感來完成。但煤田區(qū)幅員遼闊，人工監(jiān)測具有效率低、實(shí)時(shí)性差等特點(diǎn)；航空、衛(wèi)星遙感測量易受限于天氣、地形和成本因素，影響監(jiān)測的準(zhǔn)確性和監(jiān)測周期。因此論文以“煤炭能源領(lǐng)域的環(huán)境保護(hù)”合作項(xiàng)目為背景，把無線傳感器

2、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到煤田自燃區(qū)環(huán)境監(jiān)測中，以克服傳統(tǒng)監(jiān)測手段的不足。
　　 根據(jù)煤田自燃區(qū)遠(yuǎn)程監(jiān)測的應(yīng)用特性，提出了一個(gè)適應(yīng)該場合的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用GAINZ節(jié)點(diǎn)作為開發(fā)平臺，設(shè)計(jì)了能量有效、基于時(shí)間調(diào)度的MAC協(xié)議(ET-MAC)和群結(jié)構(gòu)多徑樹狀路由協(xié)議(MTR)，并使用GPRS技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。ET-MAC利用激活/休眠機(jī)制，以減少由于監(jiān)聽而造成的能量損失；同時(shí)采用網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)分群和群首重選策略來均衡能量損耗，

3、延長網(wǎng)絡(luò)的生存周期。MTR則在充分考慮了在煤田自燃區(qū)監(jiān)測環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量少、緊急狀況下要求數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)可靠傳輸及網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)能量受限的特性基礎(chǔ)上，采取多路徑傳輸方式，即在正常情況下路由以能量為中心，而在緊急情況下則重點(diǎn)考慮信息到達(dá)監(jiān)測端的及時(shí)性和可靠性。論文最后把所設(shè)計(jì)的MAC層、網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議及相關(guān)上層應(yīng)用實(shí)施到GAINZ節(jié)點(diǎn)中，實(shí)測網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、數(shù)據(jù)傳輸和GPRS連接功能。
　　 本課題所構(gòu)建的無線傳感器遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，經(jīng)測試表明，能夠完