等功能，其结构 如图所示。 图无线传感网络节点结构图 无线传感网络的特点 无中心。没有严格的控制中心，所有节点地位平等，是个对等 式网络。点可以随时加入或离开网络，任何节点的故障不会影响整个 网络的运行，具有很强的抗毁性。 自组织。络的布设和展开无需依赖于任何预设的网络设施，节点通 过分层协议和分布式算法协调各自的行为，节点开机后就可以快速， 自动地组成个的网络。 动态拓扑。是个动态的网络，节点可以随处移动个节点可 能会因为电池能量耗尽或其它故障，退出网络运行，也可能由于工作 的需要而被添加到网络中这些都会使网络的拓扑结构随时发生变化， 因此网络应该具有动态拓扑组织功能。 节点数量众多，分布密集。节点数量大，分布范围广，难于维护 甚至不可维护。以，需要解决如何提高无线传感器网络的软，硬件健壮 性和容错性。 硬件资是样的。 传感器网络节点般由处理器单元无线传输单元传感器单元 和电源模块单元部分组成。本论文设计思想就是基于无线传感器网 络的。 图传感器网络结构图 本模块的通信方式属于点对点的通信方式，点对点无线通信是无 线通信中最基本的通信方式，是点到多点无线通信以及无线网络的基 础。本模块的通信设计属于短距离无线通信范畴。 传感器硬件设计 节点硬件结构设计框图如图示，由传感器模块处理器模块 无线通信模块三部分组成。其中，传感器模块负责监测区域内信息的 采集和数据转换处理器模块负责控制整个节点，处理采集到的数据 以及其他节点发来的数据无线通信模块负责与其他节点进行无线通 信，交换控制信息和收发采集数据。 图节点硬件结构图 短距离无线数据通信的标准简介 短距离无线通信相比有线通信有以下主要特征无线发射功率从 几到小于通信距离范围从几厘米到几百米主要在房间 内使用使用全向天线和线路板天线不需要申请无线频道高频操 作电池供电的无线发射器和无线接收器。 传感器 电源电源 无线传输 电源 处理器 图短距离无线通信系统示意图 典型的短距离无线通信系统如图所示，它由个无线发射器和 个无线接收器组成。发射器的数据通过无线发射出去，接收器天线 接收后，进行处理，得到正确的经过校验的数据。本设计就是基于短 距离无线通信系统的工作原理研究设计的，矿井人员配戴该模块通过 数据的发送与接收，方便井上监控系统确定人员的位置。 在进行短距离无线通信时，现已有多种技术方案可供选择，最流 行的关于短距离无线数据通信的个标准是蓝牙， 标准和，另外最近还出现了，与 数据通信技术。以下是几种技术简介 蓝牙 年蓝牙技术的出现主要用于通信与信息设备的无线连接。蓝 牙技术是种用于各种固定与移动的数字化硬件设备之间的低成本 近距离的无线通讯连接技术。这种连接是稳定的无缝的，其程序 写在个的微型芯片上，可以方便地嵌入设备之中。这项技术 能够非常广泛地应用于我们的日常生活中。蓝牙的工作频率为 ，有效范围大约在半径内，在此范围内作为种电缆替代 技术，它可把内嵌有蓝牙芯片的计算机手机和多种便携通信终端联 起来，以约的速率相互传递数据，为其提供语音和数字接入服 务，实现信息的自动交换和处理，并能方便的接入互联网。蓝牙产品 格式化数据包 格式化数据包 发送端接收端 涉及笔记本电脑移动电话等信息设备和设备汽车电子 家用电器和工业设备领域。蓝牙的支持者们预言说，旦支持蓝牙的 芯片变得非常便宜，蓝牙将置身于几乎所有产品之中。目前蓝牙技术 开发的重点是多点连接。 ，无线高保真也是种无线通信协议， 正式名称是，与蓝牙样，同属于短距离无线通信技术。 速率最高可达。虽然在数据安全性方面比蓝牙技术要 差些，但在电波的覆盖范围方面却略胜筹，可达左右，不 用说家庭办公室，就是小点的整栋大楼也可使用。最初的 规范是在年提出的，称为，主要目的是提供 接入，也是目前的主要技术标准，他的工作频率也是 ，与无绳电话蓝牙等许多不需频率使用许可证的无线设备共享 同频段。起先，元件昂贵，兼容性不好，安全性也不能令人 满意。随着时间推移，这些问题逐步得到解决，且随着协议新 版本，越来越广泛。 是种利用红外线进行点对点通信的技术，目前它的软硬件技术 都很成熟，在小型移动设备，如手机上广泛使用。它利用红外 光的通断表示计算机中的逻辑。的主要优点是无须申请频 率的使用权，在当前频率使用资源匿乏，频道使用费用增加的背景下 的具有价格优势。红外线具有功耗低连接方便简单易用的 优点。它具有数据传输率较高，适于传输大容量的文件和多媒体数据。 此外，红外线发射角度较小，传输上安全性高。的不足在于它 是界主要产煤国美国，英国，德国，波兰，前苏联从年代开 始，陆续得把监测技术应用到安全生产管理上，国外迅速地把射频识 别技术成功的应用到于有线的系统，在紧急状态下如何 将安全生产监测监控的信息及时准确的传送到相关人员手中，缺乏 有息系统的建设，这些系统的建立在实现安全生产的过程中起到了重要 的作用。但是这些系统几乎都是基理，特别是矿井救灾具有重要 意义。文提出了种基于无 线传感器网络的矿井应急通信系统的设计方案。方案利用无线传感器 网络和手机模块，手机模块或者手机模块等，在系统电 力出现故障时保证系统仍能正常地工作，极大地提高了紧急情况下的 人员搜救能力，具有较大的现实意义。 国内煤矿安全监测研究状况 目前，我国煤矿井下通信基本使用有线装置，依靠电缆传输信息， 由于井下特殊环境所限，地面潮湿，电缆腐蚀严重，旦发生事故， 通信马上中断，指挥端很难与事故地点取得联系，成为矿井通信个 至关重要的盲点，介于有线通信的种种弊端，国内外现正积极研究集，处理 和分析。线传感器网络结构如图所示虚线表示无线链路，实线表示 有线链路。 图无线传感器网络结构图 无线传感器网络节点具有数据采集，处理以及传送等功能，其结构 如图所示。 图无线传感网络节点结构图 无线传感网络的特点 无中心。些节点 通过无线自组织传输网络，以协作的方式感知，采集和处理网络覆盖 区域中的信息，可以实现对任意地点的信息在任意时间的采潮湿，电缆腐蚀严重，旦发生事故， 通信马上中断，指挥端很难与事故地点取得联系，成为矿井通信个 至关重要的盲点，介于有线通信的种种弊端，国内外现正积极研究各 种井下无线通信系统，这对煤矿生产管 国内煤矿安全监测手机模块，手机模块或者手机模块等，在系统电 力出现故障时保证系统仍能正常地工作，极大地提高了紧急情况下的 人员搜救能力，具有较大的现实意义。提出了种基于无 线传感器网络的矿井应急通信系统的设计方案。息系统进行处理，并通过随机自组织无线通信网络以 多跳中继方式将所感知的信息传送到用户终端。文式计算技术，现代网 络及无线通信技术，分布式信息处理技术等，能够通式计算技术，现代网 络及无线通信技术，分布式信息处理技术等，能够通过各类集成化的 微型传感器协作地实时监测，感知和采集各种环境或监测对象的信息， 通过嵌入式对信息系统进行处理，并通过随机自组织无线通信网络以 多跳中继方式将所感知的信息传送到用户终端。文提出了种基于无 线传感器网络的矿井应急通信系统的设计方案。方案利用无线传感器 网络和手机模块，手机模块或者手机模块等，在系统电 力出现故障时保证系统仍能正常地工作，极大地提高了紧急情况下的 人员搜救能力，具有较大的现实意义。 国内煤矿安全监测研究状况 目前，我国煤矿井下通信基本使用有线装置，依靠电缆传输信息， 由于井下特殊环境所限，地面潮湿，电缆腐蚀严重，旦发生事故， 通信马上中断，指挥端很难与事故地点取得联系，成为矿井通信个 至关重要的盲点，介于有线通信的种种弊端，国内外现正积极研究各 种井下无线通信系统，这对煤矿生产管理，特别是矿井救灾具有重要 意义。国内多数煤矿企业都已经或正在进行生产调度监测监控等信 息系统的建设，这些系统的建立在实现安全生产的过程中起到了重要 的作用。但是这些系统几乎都是基于有线的系统，在紧急状态下如何 将安全生产监测监控的信息及时准确的传送到相关人员手中，缺乏 有效的手段。 国外煤矿安全监测研究状况 世界主要产煤国美国，英国，德国，波兰，前苏联从年代开 始，陆续得把监测技术应用到安全生产管理上，国外迅速地把射频识 别技术成功的应用到了井下人员定位监控系统中。 二无线传感器网络技术介绍 所谓传感器网络是由大量部署在定区域内的，具有无线通信 与计算能力的微小传感器节点通过自组织方式构成的能根据环境自 主完成指定任务的分布式智能化网络系统。感器网络的节点间距离 很短，般采用多跳的无线通信方式通信。感器网络可 以在的环境下运行，也可以通过网关连接到互联网，使用户远程 访问。 无线传感器网络结构 线传感器网络由大量的节点根据自组织网络的方式构成， 般节点通过各种方式大量部署在被感知对象内部或者附近。些节点 通过无线自组织传输网络，以协作的方式感知，采集和处理网络覆盖 区域中的信息，可以实现对任意地点的信息在任意时间的采集，处理 和分析。线传感器网络结构如图所示虚线表示无线链路，实线表示 有线链路。 图无线传感器网络结构图 无线传感器网络节点具有数据采集，处理以及传送庭病床科介入性放射科预防保人。其中卫生技术人员占人，卫生技术人员配备比例为医师与方便病人就医为原则，全年小时全天开方便病人就医为护士比为∶，主任医师副主任医师主治医师医师比为∶∶∶护师以上占护理人