井下mesh网络环境多参数监测预警系统的设计与实现

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1、学校代码：密级：公开硕士专业学位论文井下网络环境多参数监测预警系统的设计与实现作者姓名赵蓓明工程领域电子与通信工程指导教师杨维教授培养院系电子信息工程学院二零一五年六月硕士专业学位论文井下网络环境多参数监测预警系统的设计与实现作者：赵蓓明导师：杨维北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通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，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁

2、盘。学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）签字曰期：夂年月友曰签字曰期：上年月欠日学校代码：密级：公开北京交通大学硕士专业学位论文井下网络环境多参数监测预警系统的设计与实现作者姓名：赵葙明学号：导师姓名：杨维职称：教授工程硕士专业领域电子与通信工程学位级别：硕士北京交通大学年月致谢致谢首先感谢我的导师杨维老师，感谢两年来杨老师在学业上对我的指导和关心，以及在本论文的选题和撰写提出的宝贵意见。其次，感谢冯锡生老师对我研宄生期间科研工作的指导和批评，冯老师严谨的治学态度给我

3、极大的启发。还要感谢我的同学，包括陈慧鹏、许晶晶、张艺引、张蓉蓉，谢谢他们在日常工作中的支持以及撰写论文期间提供的帮助。特别感谢王超同学在写论文期间对我的帮助。最后，感谢我的家人，谢谢他们在我研究生期间给予的经济上和精神上的支撑，这也是我顺利完成学业必不可少的。桐要摘要煤矿的安全问题一直是煤矿生产的重中之重，矿难一旦发生，救援人员需要充分利用宝贵的救援时间对受困人员展幵营救，同时发生灾害后井下环境复杂，使得救援工作充满危险。这就需要救援通讯设备既能够提高救援工作的效率，又能够对救援人员的生命安全提供一定的保障，但目前矿井救援通讯方面的技

4、术与装备均较为薄弱。本文正是在此背景下，提出了集语音调度、视频监控、环境监测和人员定位为一体的煤矿应急救灾通讯系统，并完成了其中环境多参数监测预警系统的设计与实现。本文设计的环境监测预警系统由井下多参数检测终端和环境监测软件构成，其中终端由救援人员随身携带，环境监测软件运行在地面控制台上，二者通过搭建于井下的无线网络进行通信。无线网络组网迅速、网络容量大和网络扩展容易的特点，使得无线网络适合应用在煤矿应急救灾通讯系统中作为保证井下与地面通信的骨干网。考虑到井下环境以及巷道电磁波衰减的特殊性，本文选择线形链状无线网络搭建在矿井巷道中，同时

5、在对比和测试的基础上选择了相应的节点设备。从功能需求入手实现环境监测预警系统，首先为满足救援人员能有随身携带对救灾现场环境状况进行探测的仪器，设计了井下多参数检测终端。终端采用嵌入式系统，处理器，能够对八种环境参数进行检测，并在参数数据超出安全阈值时进行声光报警。然后为满足地面指挥中心人员能够掌握救援人员所处环境，在平台基于开发了环境监测软件，主要完成串口通信、数据处理和实时动态图形化显示预警的功能，其中数据收发及八种环境参数数据的动态图像均在一个界面呈现，为监控提供了便利。本文最后对所进行的测试工作进行了总结和分析，第一部分是无线网络

6、性能测试，在通州运河森林公园搭建链状节点无线网，经测试本文所构建的无线网络的吞吐量、时延和场强性能指标均能够满足设计要求；第二部分是环境监测预警系统的功能测试，经测试本文提出的环境监测预警系统能够实现井下终端和监测软件的通信，以及对环境参数进行釆集、显示和预警的功能。关键字：矿井救灾；无线网络；环境多参数监测ABSTRACTABSTRACTSafetyisthemostimportantissueincoalmine.Whenthecoalmineaccidentshappen,rescueworkersneedtoactquickly

7、torescuetrappedpersonsandthecomplexenvironmentincreasestheriskofrescuework.Thentherescuecommunicationsystemwhichcannotonlyimprovetheefficiencyoftherescueworkbutalsoprovidethesecurityguaranteeforrescueworkersisneeded.Butthetechnologyandequipmentofrescuecommunicationsystem

8、arerelativelybackward.Underthesebackground,thispaperproposeanintegratedsystemwhichincludesvoice-schedul