人员定位系统也没有加上瓦斯监控单元使得监控与定位两张皮在此使用自定位技术加强对位置信息跟踪节点按功能分别研制包括协调器路由器端设备和端设备种在使用了无线传感器网络之后由其自组织特性使得系统安全性更强更加稳定利用了新技术之后使原来蓝牙等能耗过大问题得到了解决目前使用技术对煤矿瓦斯监控尚处于研究阶段本公司申请产品研制与开发。项目技术来源无线瓦斯传感器研制属企业自主开发项目开发完成后具有自主知识产权。本项目国内外发展现状存在主要问题及近期发展趋势。从世纪开始以无线方式传输片上集成传感器技术便引起了学术界军界和工业界极大关注美国和欧洲相继启动了许多关于无限传感器网络研究计划。特别是美国通过国家自然基金委国防部等多种渠道投入巨资支持传感器网络技术研究。美国国防部把定为国防部科学技术个尖端研究领域之。美国陆军提出了灵巧传感器网络通信总论项目概述本项目旨在研制开发套无线瓦斯传感器为用于煤矿安全监控的具有人员定位功能的以固定安装与人员携带移动方式相结合的无线传感器。其中包括无线传感器节点的硬件设计无线传感器网络系统的设计无线传感器系统软件及控制软件的设计。本项目所研制的产品将会对煤炭产业的生产安全威胁降低对煤炭安全生产产生越来越深远的影响。处理和无线传输数据采集误差不超过以固定安装与人员携带移动方式相结合使安全监控范围更广数据更全面通过无线传感器网络自定位技术加强对人员位置信息跟踪针对功能不同研制不同种类传感器如协调器节点路由器节点端设备和端设备使得组织方式更灵活自组织使得系统安全性稳定性更强质量指标所有设计文档资料规范齐全便于维护人员与用户使用传感器硬件分析设计遵循国际标准化组织开发标准规范传感器软件系统设计遵循国家软件质量标准和标准规范传感器设计要有足够先进性保证用户使用稳定性与扩展传感器必须有安全策略以保证产品在应用时可以识别所属保证数据安全保密二申报企业情况企业基本情况公司全称通讯地址注册时间注册资金企业登记注册类型有限责任公司企业人员及开发能力论述拥有丰富人才资源目前在公司专业技术人员中具有研究生学历占本科学历占。公司现有员工人大专学历以上人员专职人。公司从事高新技术产品研究开发人员人公司每年软件研发投入平均占企业年销售收入以上研发队伍全部为大学本科以上学历硕士以上学历人员占到研发人员总数。企业法人代表王庆生即为本项目负责人介绍如下。人才培养宗旨之是以人才为核心人才是企业生存与发展根本尊重知识尊重人才直是我公司基本方针。通过该项目实施我公司个主要目标就是培养青年科技创新人才以及项目管理人才对人才培养具体实施包括培养目标争取通过本项目研发与实施培养出两位项目负责人三个项目主要研发人员使他们在今后研发工作中能独当面更好地把理论与实践相结合为实现产学研体化培养更多人才。培养方式根据能力及其所掌握技术将任务分工在完成各自任务基础上继续为其提供研发条件在为项目提供后续改进同时结合项目负责人实时指导方式进行全面培养。步骤及措施在项目负责人带领与指导下先熟悉工作内容在工作过程中加强培训如项目管理风险管理等知识。本项目中承担项目科技攻关人员中大都是岁之间青年科技人员硕士学位占绝大多数且都有着丰富研发经验。主要课题组青年科技人员年龄学历承担任务工作时间和工作量如下表所示姓名年龄专业学位项目中分工工作时间闫伟东计算机应用技术硕士网络设计杨新芳计算机应用技术硕士软件设计张莎莎计算机应用技术硕士网络设计周小青计算机应用技术硕士网络测试刘冠举计算机应用技术硕士软件测试三项目技术可行性和成熟性分析项目技术创新性论述本项目基本原理关键技术内容及创新点。项目原理无线瓦斯传感器研制应用于煤矿安全监控具有人员定位功能以固定安装与人员携带移动方式相结合无限传感器。该项目包括无线传感器节点硬件设计无线传感器了煤炭产业对瓦斯监控技术需求基础上制定了初步研究路线对技术难点制定了详细攻关计划。实施方案我们将成立个项目实施小组该小组主要负责整个项目设计实施以及测试同时完成相关文档。具体强调以下几点从严进行整个项目组织与管理制定详细项目实施细则完善文档编制阶段性对设计过程进行总结对进度进行管理在严格内部测试基础上选择协作单位进行实际测试以最大限度地保证产品可靠性。计划进度安排项目调研年月年月传感器节点硬件设计年月年月无线传感器软件系统设计年月年月传感器节点网络系统设计年月年月实验室测试年月年月矿上小规模测试年月年月矿上大规模测试年月年月推广六投资预算与资金筹措投资预算与资金筹措情况项目总资金预算万元公司自筹万元请市科学技术局资助万元。科技三项资金使用计划设备费万元能源材料费万元试验外协费万元人员费万元会议费万元差旅费万元其它相关费万存储器单元以及供电单元组成。无线传感器节点网络协议栈则是根据在发布基础上经项目小组完善而成协议族完成数据传输。控制器处理程序用程序完成后留在控制器存储器中个功能是对传感传送电子信号进行处理得到煤炭瓦斯监测数据并贮存在寄存器中另个功能是设置传感器参数如传感器编号用于识别矿井。传感器节点模型如图所示图无线传感器节点结构图关键技术节点能耗问题无线传感器节点般采用电池供电因此可以使用电量是很有限尤其是面对煤矿安全这种实时性强且要长期监控需求这就需要无线传感器节点稳定感应传输时间要长达数月甚至数年。而网络节点功耗主要方面就是通讯消耗。因此我们计划采用新型无线通讯技术技术相比较蓝牙只能工作数周只可工作数小时技术使用节号干电池可支持个节点工作个月甚至更长。这是突出优势。无线通信协议总论项目概述本项目旨在研制开发套无线瓦斯传感器为用于煤矿安全监控具有人员定位功能以固定安装与人员携带移动方式相结合无线传感器。其中包括无线传感器节点硬件设计无线传感器网络系统设计无线传感器系统软件及控制软件设计。本项目所研制产品将会对煤炭产业生产安全威胁降低对煤炭安全生产产生越来越深远影响。项目社会经济意义目前进展情况。项目社会经济意义安全生产是社会进步和人类发展重要保证。尽管世纪科学技术发展已经为未来进步构筑了坚实平台新采矿方法和技术将不断被采用采矿业将向智能化和无人化方向发展。但是目前传统采矿方法依然占据着主导地位是其他采矿方法在短时间内仍无法完全替代传统采矿方法所面临安全问题仍将困扰着人类。由于缺乏对入井人员有效检测定位手段难以及时掌握井下人员动低造成重大人员伤亡因此设计这种以煤矿安议族完成数据传输。控制器处理程序用程序完成后留在控制器存储器中个功能是对传感传送电子信号进行处理得到煤炭瓦斯监测数据并贮存在寄存器中另个功能是设置传感器参数如传感器编号用于识别矿井。主要工艺路线硬件设计无线节点部件设计按功能强弱分类有种分别为协调器节点路由器节点端设备和端设备。节点功能越强相应功耗也就越大。网络中采用不同功能节点合理分配方面有利于兼顾网络对低功耗和高性能要求另外也为节点设计固定安装与人员携带移动方式相结合提供便利。协调器节点主要负责网络建立维护和监测数据汇聚并作为接入点与有线骨干网相连在无线传感器网络中只有个功耗最大路由器负责网络扩展和数据路由功耗次之种端设备负责数据采集和发送功耗最小。相比于端设备端设备还具有简单路由功能增加了数据传输灵活性功耗相对较大。该网络中除端设备外节点间若能彼此收到对方无线信号就可以进行直接通信不需其他节点转发这种终端设备最适合于人员携带移动方式进行。数据在多个方向上以多跳方式灵活传输当节点位置变化或个别节点失效时对信息传递影响很小提高了信息传输可靠性。新设备通过与网络中协调器或路由器连接方式加入网络此时该设备成为相应协调器或路由器子节点而相应协调器或路由器成为其父节点父节点和相应子节点间可直接通信。因此端设备只能成为子节点协调器只能成为父节点网络中只有个协调器而路由器则可能是父节点或子节点也可能二者兼是由具体路由机制确定。因此在矿井中提前布置端设备使用协调器路由器搭建网络形成固定安装部分。就已经可以实现采集存储转发煤矿安全相关数据。而当矿井继续深入还有在坑道弯较多且地形复杂情况下使用人员携带方式可以方便灵活全面地采集数据。对所设计无线传感器网络就是要合理利用协调器路由器端设备和端设备种节点构建个可靠性高连通性好和能耗小网络。在瓦斯传感器选用上采用低功耗热效式瓦斯传感器。以二氧化锡为基本敏感材料专门用于可燃气浓度检测种半导体型气体传感器。它基本特征是极高灵敏度和极快响应速度且低功耗。型可燃气传感器适用于对瓦斯等可燃气浓度检测用于瓦斯报警器可燃气报警器瓦斯检测仪等。该传感器体积小耗电低应用电路简单报警浓度为甲烷响应时间恢复时间工作温度范围湿度静态功耗为报警状态功耗为供电电压为。传感器敏感组件电阻变化表现为负载电阻上电压变化。驱动电压负载电阻以及检测电压取值参照公司提供典型资料以使传感器处于最佳工作状这将对于煤矿产量位置监测起到很好得效果。网络可扩展性无线传感器节点在网络组建过程中通过自组织方式进行网络自动生成是完全自治。在网络形成之后如果在其中加入新节点或者因为节点故障电池能量耗尽等这就要求传感器网络进行重新生成。因此节点可扩展性体现了这个网络健壮性。与以太网相比较无线网因其自身低成本特点故障率是大于以太网再加上以太网在系统崩溃之后还可以通过重启来恢复而无线网络只能通过自身网络对系统进行修复了。针对此特点我们计划采用定期查询策略更新网络系统路由表另外增加系统冗余来实现。网络快速收敛性鉴于无线网络较之以太网故障率大特点在设置节点网络协议时如何在个节点失效之后迅速进行调整做出反应使得网络传输不中断这就必须对其进行快速收敛功能强调。覆盖控制技术对于无线传感器网络中存在冗余节点如何利用节点冗余特性进行休眠调度延长网络生存时间是个重要研究内容。覆盖控制技术通过节点调度等手段在不影响网络覆盖性和连通性前提下控制网络中活跃节点数量使冗余节点交替工作从而达到延长网络生存时间目。网络安全技术无线传感器网络需要实现些基本安全机制如机密性消息认证消息完整性鉴别认证广播和安全管理等。虽然在安全研究方面无线传感器网络并没有引入太多新内容但是无线传感器网络特点决定了它安全与传统网络安全在研究方法和实现手段上存在明显区别。创新点研制可综合使用固定安装传感器和人员携带移动传感器使