煤礦井下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)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(fù)雜多變，這就要求礦井中的通信網(wǎng)絡(luò)具有較高的靈活性和較好的適應(yīng)性，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）具有布置簡(jiǎn)易、靈活性強(qiáng)、精度高、經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn)，很適用于礦井監(jiān)控環(huán)境。為此本文主要進(jìn)行了以下研究?jī)?nèi)容：
　　一、研究礦井監(jiān)控系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀以及現(xiàn)有系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了一種將有線工業(yè)以太網(wǎng)和WSN有機(jī)結(jié)合的礦井監(jiān)控與應(yīng)急通信系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了礦井工作面和巷道的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。正常工作時(shí)，將Ethernet作為礦井通信骨干

2、網(wǎng)，WSN作為輔助通信網(wǎng)絡(luò)，完成井下監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集與傳輸；有線線路中斷時(shí)，WSN與未中斷的有線線路快速形成礦井應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)，使救援信息及時(shí)可靠的傳輸?shù)降孛婵刂浦行?，以便及時(shí)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(diǎn)，結(jié)合礦井監(jiān)控與應(yīng)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(diǎn)按照跳數(shù)分層后，根據(jù)各層的不同負(fù)載形成不同規(guī)模的簇以便均衡網(wǎng)絡(luò)能量，之后以簇首間時(shí)變的傳輸

3、延時(shí)、節(jié)點(diǎn)剩余能量和傳輸能耗構(gòu)建的復(fù)合指標(biāo)選取路徑，實(shí)現(xiàn)簇間數(shù)據(jù)的多跳轉(zhuǎn)發(fā)。
　　三、結(jié)合礦井監(jiān)控與應(yīng)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(shí)，傳感器節(jié)點(diǎn)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(diǎn)通信范圍之外，則根據(jù)節(jié)點(diǎn)能量和位置選擇中繼節(jié)點(diǎn)；有線線路中斷時(shí)，由下行sink通知上行sink對(duì)兩sink間的WSN進(jìn)行分層，依據(jù)鄰居延時(shí)和能量的復(fù)合指標(biāo)選取下跳節(jié)點(diǎn)，實(shí)