基于無線Mesh網絡井下環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現.pdf

1、近年來，國內煤礦事故發(fā)生越來越頻繁。煤礦事故多數發(fā)生于地下煤礦，一旦事故發(fā)生，煤礦原有的通信系統(tǒng)將可能失效，這將極大地阻礙礦難發(fā)生后井下的救援工作。目前，我國井下應急救災通信設備僅能提供語音或簡單數據信息，無法全面反映災害區(qū)域的實際情況。本文正是基于這樣的背景，依托于國家科技支撐計劃課題“基于Mesh網絡井下可視化無線救災通訊技術與裝備”(2013BAK06B03)，提出建立一套有效、可靠的井下無線應急救災通信系統(tǒng)，并完成了其中的環(huán)境監(jiān)

2、控系統(tǒng)的開發(fā)設計。
　　根據環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的網絡需求，本文設計了井下應急救災無線Mesh網絡。描述了無線Mesh網絡的基本現狀，選擇無線Mesh網絡為最適合的井下無線應急救災通信網絡。在此基礎上，對無線Mesh網絡的網絡結構和網絡設備也進行了測試和分析，最終選擇最合適的網絡結構和網絡設備。
　　根據環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)軟件的詳細開發(fā)需求，利用VC++6.0開發(fā)工具使用C++語言開發(fā)了環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)軟件，對軟件中的各部分模塊進行了詳細介紹

3、。煤礦井下環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是在實驗室已有的環(huán)境探測器終端的基礎上，實驗室獨立自出地開發(fā)了擁有諸多功能的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)軟件。該系統(tǒng)在結構上分為串口通信模塊、主窗口模塊、定位故障節(jié)點模塊以及預警模塊。
　　串口通信模塊主要負責與井下環(huán)境探測器之間的串口通信，以及對獲取后的氣體數據抽離、迸制轉換處理。主窗口模塊一方面對接收的氣體數據進行可視化，同時將八種氣體數據實時動態(tài)顯示;另一方面，由于控制臺主機硬盤大小限制，周期性將數據上傳至遠程服務器。

4、定位故障節(jié)點模塊主要用于在實際應急場景或測試中快速定位出現故障的無線Mesh節(jié)點。預警模塊實現的是提前3秒鐘預測井下環(huán)境參數的值以及預警處理，進而為救援人員爭取更多的寶貴時間。
　　在本文的最后，對煤礦井下應急救災“一體化”軟件平臺所基于的無線Mesh網絡進行了網絡綜合性能測試以及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)性能綜合測試。無線Mesh網絡的網絡綜合測試選擇在北京大運河森林公園，通過對網絡的帶寬、傳輸時延以及場強等網絡性能指標進行測試和統(tǒng)計分析。環(huán)