礦井無線傳感器網(wǎng)絡能量有效的容錯拓撲控制研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡作為一種新型的測控網(wǎng)絡,在軍事、工業(yè)、環(huán)境監(jiān)測和醫(yī)療等諸多領域都有著巨大的應用價值。隨著它的快速發(fā)展,逐漸成為了煤礦安全生產(chǎn)和煤礦信息化的一個重要手段。無線傳感器網(wǎng)絡拓撲控制作為無線傳感器網(wǎng)絡建網(wǎng)和通信的基礎,直接影響無線傳感器網(wǎng)絡的各個方面,對于延長網(wǎng)絡生命壽命、提高網(wǎng)絡性能具有重要的作用。本文圍繞礦井下無線傳感器網(wǎng)絡可靠監(jiān)測和能量有效性進行研究,為礦井下無線傳感器網(wǎng)絡的實際應用提供理論依據(jù)。主要工作如下:
　　首

2、先,針對煤礦井下傳感器節(jié)點對復雜環(huán)境事件難以有效感知,本文結(jié)合傳感器節(jié)點的布爾感知模型和概率感知模型,構(gòu)建了一個煤礦井下巷道節(jié)點可靠感知模型。該模型考慮了布爾模型過于理想化和概率模型在遠距離事件感知概率可信度過低的因素,融合了兩者優(yōu)點,能夠提高復雜環(huán)境下無線傳感器網(wǎng)絡多節(jié)點多重覆蓋信息感知的可靠性。
　　其次,基于煤礦巷道節(jié)點可靠感知模型,從網(wǎng)絡物理拓撲形成的角度,提出了一種礦井無線傳感器網(wǎng)絡容錯拓撲控制算法。結(jié)合礦井巷道空間受限

3、、自然環(huán)境復雜等因素,算法采用靜態(tài)節(jié)點可控部署和 K重冗余覆蓋策略,使得部署節(jié)點在受限的空間中達到最大有效利用率和較好的網(wǎng)絡容錯特性。在給定環(huán)境參數(shù)的情況下,對部署節(jié)點的位置以及數(shù)量特點進行了仿真分析。
　　最后,針對傳感器節(jié)點能量有限,對部署后的無線傳感器網(wǎng)絡的能量有效性進行研究,提出了一種礦井無線傳感網(wǎng)絡能量均衡的分區(qū)算法。井下巷道部署的無線傳感器網(wǎng)絡存在“熱區(qū)”問題,本文采用分層拓撲,通過對網(wǎng)絡進行分區(qū),定量分析并均衡各分區(qū)