矿山物联网自主组网模型与方法研究

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1、分类号：单位代码：安反这工犬學论文题目：矿山物联网自主组网模型与方法研究作者姓名郑建宝专业名称计算机技术导师姓名葛斌副教授完成时间：二—五年六月中图分类号：论文编号：学科分类号：密级公开安徽理工大学硕士学位论文矿山物联网自主组网模型与方法研究作者姓名：郑建宝专业名称：计算机技术研究方向：物联网技术导师姓名：葛斌副教授导师单位：安徽理工太学答辩委员会主席王根南论文答辩日期：年月曰安撖理工大学研宄生处年月日ADissertationinComputerTechnologyResearchonSelf-organizingnetworkmodelandmethodforMin

2、eInternetofThingsCandidate:ZhengJianbaoSupervisor:GeBinSchoolofComputerScienceandEngineeringAnHuiUniversityofScienceandTechnologyNo.168，独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得安徽理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均巳在论文中作了明

3、确的说明并表不谢意。学位论文作者签名：日期知月曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解安徽理工大学有保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于安徽理工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机抅送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名、签字曰期曰导师签名：签字曰期厂年曰摘要摘要论文针对矿山安全生产过程中存在低智能化、信息化落后及安全监测不全面等问题

4、，将物联网技术应用于矿山安全生产领域，从而全面改善矿山安全生产的环境。本文以矿山物联网的自组网为中心，重点研究了矿山物联网技术中无线传感器网络三维空间定位、地址标识分配和覆盖与拓扑控制。论文主要研宄成果有：利用接收信号强度指示）技术将信号强度转换为距离，从减小三维空间定位误差提高定位精度角度出发，提出了一种辅助三维空间坐标四面体质心定位算法。由于现实环境很复杂，存在锚节点组成四面体不包含未知节点的情况，运用筛选优质值，转换为未知节点与锚节点的距离，进而计算和比较四面体体积来进行排除；对包含未知节点的四面体进行质心迭代求解，此外，对不满足条件的情况运用均值加权质心定位算法

5、。仿真表明，该算法定位误差小，定位覆盖率高。针对无线传感器网络地址分配过程中，地址长度过长及信息交换而导致通信能耗较大的问题，提出了一种检测冗余节点及再利用的无线传感器网络地址分配算法。该算法采用地址复用技术将地址分为簇地址和簇内地址，在簇内分配簇内地址时，先检测簇内存在的冗余节点使其休眠，既减少了参与分配地址的节点数量，降低簇内节点平均地址长度，又减少了节点与冗余节点交换信息的能耗；然后根据节点的剩余能量及其邻居节点数量分配不同长度的簇内地址。另外，当网络中能量消耗过快的节点达到一定比例时，对簇内地址进行更新，并利用冗余节点代替死亡节点。仿真表明，该算法减少了节点的平

6、均地址长度及通信量，降低了通信能耗，有效地延长网络的生命周期。针对实际应用中，完全覆盖有时并不是必需的，提出采用局部覆盖拓扑控制算法。该算法预先设定覆盖率，再通过局部覆盖模型确定邻居节点间距离，并通过局部覆盖冗余节点判断方法进行节点冗余判断。仿真表明，该算法减少了网络工作节点数量，有效延长了网络寿命。图参关键词：矿山物联网；自组织；三维定位；地址分配；局部覆盖；拓扑控制分类号：；AbstractAbstractBytargetingatissuessuchaslowIntellectualization,backwardInformatizationandincompr

7、ehensiveSafetymonitoringwhichareexistinginMineSafetyProduction，，，，，，安徽理工大学硕士学位论文，，：录目录摘要雜研究背景及意义矿山物联网自组网发展现状国外发展现状国内发展现状研宄路线与拟解决的关键技术问题本文内容与章节组织本章小结矿山物联网技术矿山物联网概述矿山物联网三层结构模型矿山物联网主要特征矿山物联网无线接入技术无线传感器网络的概念无线传感器网络的特点无线传感器网络的研究挑战无线传感器网络的关键技术本章小结矿山物联网三维空间定位算法引言典型三维定位算法分析传统三维质心