面向煤層氣開發(fā)的WSN技術(shù)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN）主要結(jié)合了傳感器技術(shù)與無線技術(shù)，隨著技術(shù)的成熟逐漸被應(yīng)用到越來越多的領(lǐng)域，其不僅在軍事上和醫(yī)學(xué)上應(yīng)用前景廣泛，而且在工業(yè)領(lǐng)域具有更加不可估量的價值。無線傳感網(wǎng)絡(luò)具有大規(guī)模、可擴充性等特點，通常被應(yīng)用在一些環(huán)境復(fù)雜、地勢險峻的山區(qū)或者通視性良好的地區(qū)。無線傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，不但解決了復(fù)雜地區(qū)中控室與現(xiàn)場的通訊鏈路問題，而且降低了運營成本、提高了經(jīng)濟效率，為工業(yè)開發(fā)提供了

2、可靠的技術(shù)支持。
　　本文主要針對山西煤層氣開發(fā)的特點，設(shè)計出一套無線傳感網(wǎng)絡(luò)以及相應(yīng)的子系統(tǒng)。以達到廣大井區(qū)在低成本的投入下，提高自動化、信息化的水平，實現(xiàn)“遠(yuǎn)程監(jiān)控，無人值守”的安全、高效的生產(chǎn)管理模式。具體內(nèi)容如下:
　　1.面向煤層氣開發(fā)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)分析與設(shè)計
　　面向煤層氣開發(fā)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)具有易擴充、易組網(wǎng)、自愈合、交互性等特點。本項目采用樹形的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為主干網(wǎng)絡(luò)，以“根-枝-葉”為主要節(jié)點，并且在此基礎(chǔ)

3、上自主開發(fā)相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)。
　　2.面向煤層氣開發(fā)的WSN的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計與實現(xiàn)
　　無線管理子系統(tǒng)，負(fù)責(zé)整個網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)視與控制。通過此系統(tǒng)可以實時掌控每個節(jié)點的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)故障節(jié)點并進行處理。動態(tài)自愈合技術(shù)，是基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主干網(wǎng)絡(luò)而開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)主干運行鏈路出現(xiàn)問題時，通過動態(tài)自愈合技術(shù)轉(zhuǎn)換到備份運行鏈路上，實時保障了鏈路的連通性，解決了由于故障節(jié)點帶來的網(wǎng)絡(luò)癱瘓問題。本系統(tǒng)設(shè)計的無線傳輸數(shù)據(jù)包具有“類型、數(shù)據(jù)

4、長度、數(shù)據(jù)內(nèi)容”的統(tǒng)一格式，其中，類型指明數(shù)據(jù)包所包含的信息內(nèi)容，數(shù)據(jù)長度指明數(shù)據(jù)內(nèi)容的長度。根據(jù)終端管理子系統(tǒng)接收和發(fā)送情況，數(shù)據(jù)包可分為接收包和命令包兩大類。節(jié)點將重要信息以無線傳輸數(shù)據(jù)包的格式傳輸并且解析顯示在終端管理子系統(tǒng)上，實現(xiàn)子系統(tǒng)對各個節(jié)點的監(jiān)督，同時終端管理子系統(tǒng)將命令包發(fā)送到各個節(jié)點上，實現(xiàn)對節(jié)點的控制。
　　3.面向煤層氣開發(fā)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)的實驗及結(jié)論
　　通過搭建無線傳感網(wǎng)絡(luò)實驗平臺，進行相關(guān)性能以及功