井下瓦斯浓度、温湿度无线监测传感网络地研究

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1、图书分类号TD76密级非密UDC注1______________________________________________________________硕士学位论文井下瓦斯浓度、温湿度无线监测传感网络研究梁莹指导教师（姓名、职称）李晓（副教授）、张记龙（教授）申请学位级别工学硕士专业名称信号与信息处理论文提交日期2012年4月20日论文答辩日期2012年6月5日学位授予日期年月日论文评阅人_____________________答辩委员会主席_____________________2012年6月5日注1

2、：注明《国际十进分类法UDC》的分类原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文

3、；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：中北大学学位论文井下瓦斯浓度、温湿度无线监测传感网络研究摘要我国的煤矿产业在国民经济中占重要地位，煤炭安全开采和社会大局的稳定紧密相关。近年来，许多国内外大型矿山开始将工业监测技术运用到生产中，起到了一定的安全保障作用。但是现有的煤矿安全监测系统主要采用有线方式，随着矿井挖掘的延伸，传感器节点不能灵活接入，网络扩展性和覆盖率存在不

4、足。为了解决这些问题，本文在分析矿井综合监测需求的基础上，将传感技术、无线通信和光纤网络技术协同应用到井下监测系统中，避免了布线困难、灵活性差的缺点，将整个矿井信息化和智能化，从而提高煤矿生产的安全性。通过分析国内外研究现状，选择TI公司的低功耗、高性能CClll0芯片作为无线传感器节点核心，对节点模块化结构进行了设计和说明，包括微处理器、射频、传感器、能量供应和声光报警模块。重点研究了SimpliciTI网络协议的功能特点、拓扑结构和组网方式等内容，在网络协议栈的基础上组建了无线传感器自组织网络，在用户应用层进行

5、了节点程序的开发和调试。开展了对SimpliciTI网络跳频机制的分析和改进，针对FA在信道切换时存在盲目性的问题，提出了一种基于MRSSI信道预测算法的网络接入机制，更新节点信道列表，完成对网络有效信道的测试。使用力控组态软件开发井上监控平台，实时显示采集参数，并且通过汇聚节点向固定设备发送控制指令，完成对指定节点间隔采样、省电模式的控制。最后完成了节点间无线通信距离、自组网稳定性、环境参数采集以及移动节点功耗测试，结果表明本系统组建的串状网络组网灵活、功耗低，在一定外界干扰下可以正常工作，通过硬件配置实现现场数

6、据采集、节点无线通信、数据显示和报警功能。整个方案对实现井下环境参数监测有一定的参考价值。关键词：无线传感网络；安全监测；CC1110；SimpliciTI网络协议；数据采集中北大学学位论文Designandrealizationofundergroundgasconcentration,temperatureandhumiditywirelessmonitoringsensornetworkAbstractChina'scoalindustryoccupiesimportantpositioninnational

7、economy，thesecurityofcoalminingiscloselyrelatedtothestablesocialsituation.Inrecentyears,manylarge-scaledomesticmininghavebeganapplymonitoringtechnologytoindustrialproduction,thisplayssomeroleinensuringminesafety.Buttheexistingcoalminesafetymonitoringsystemsmai

8、nlyadoptthecablenetworkform,alongwiththeextensionofminemining,thesensornodescan'tflexiblyaccess，theexpansibilityandcoverageofnetworkisinadequate.Inordertosolvetheseproblems,basedon