煤礦井下無線傳感器網(wǎng)絡可靠路由協(xié)議研究.pdf

1、煤礦井下工作條件惡劣，通信環(huán)境復雜多變，這就要求礦井中的通信網(wǎng)絡具有較高的靈活性和較好的適應性，無線傳感器網(wǎng)絡（WSN）具有布置簡易、靈活性強、精度高、經(jīng)濟性好等特點，很適用于礦井監(jiān)控環(huán)境。為此本文主要進行了以下研究內(nèi)容：
　　一、研究礦井監(jiān)控系統(tǒng)的國內(nèi)外現(xiàn)狀以及現(xiàn)有系統(tǒng)的優(yōu)缺點，提出了一種將有線工業(yè)以太網(wǎng)和WSN有機結合的礦井監(jiān)控與應急通信系統(tǒng)，設計了礦井工作面和巷道的網(wǎng)絡拓撲結構。正常工作時，將Ethernet作為礦井通信骨干

2、網(wǎng)，WSN作為輔助通信網(wǎng)絡，完成井下監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集與傳輸；有線線路中斷時，WSN與未中斷的有線線路快速形成礦井應急通信網(wǎng)絡，使救援信息及時可靠的傳輸?shù)降孛婵刂浦行模员慵皶r采取救援措施。
　　二、系統(tǒng)分析比較了現(xiàn)有WSN路由協(xié)議的優(yōu)缺點，結合礦井監(jiān)控與應急通信系統(tǒng)的要求，提出了一種工作面路由協(xié)議 LRWF。LRWF利用分簇的思想，將工作面節(jié)點按照跳數(shù)分層后，根據(jù)各層的不同負載形成不同規(guī)模的簇以便均衡網(wǎng)絡能量，之后以簇首間時變的傳輸

3、延時、節(jié)點剩余能量和傳輸能耗構建的復合指標選取路徑，實現(xiàn)簇間數(shù)據(jù)的多跳轉發(fā)。
　　三、結合礦井監(jiān)控與應急通信系統(tǒng)中的兩種不同工作模式，提出了一種巷道路由協(xié)議 RRPR。正常工作時，傳感器節(jié)點將巷道中距離最近的sink作為簇首，與sink直接通信，若sink位于節(jié)點通信范圍之外，則根據(jù)節(jié)點能量和位置選擇中繼節(jié)點；有線線路中斷時，由下行sink通知上行sink對兩sink間的WSN進行分層，依據(jù)鄰居延時和能量的復合指標選取下跳節(jié)點，實