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元元，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元元，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。存储模块采用串行芯片。采用微型封装，封装外壳宽度仅为，内置双线串口，是保存参数经常被修改海量数据理想选择，存储密度从。支持和时钟频率，全面兼容规范，宽工作电源电压。存储结构，支持字节和页式写模式，写操作极快，写操作低于。数据保存能力超过年，耐擦写能力不低于万次擦写循环，工作温度范围。电源模块，依据现在无线传感器节点供电趋势，采用两节干电池供电。网络系统设计对网络系统设计，可在网络协议标准基础上进行改进，以适应煤矿网络实际情况。标准定义了种堆栈协议，这种协议可以确保无线设备在低成本低功耗和低数据速率网络中互操作性。联盟制定了层以上协议，其协议套件由高层应用规范应用会聚层网络层数据链路层和物理层组成。堆栈是在协议基础上建立。因此设备应该包括协议该协议定义了射频以及与相邻设备之间通信层和层，以及堆栈层网络层应用层和安全服务提供层。软件系统设计对软件系统设计，由加州大学伯克利分校开发开放源代码操作系统为蓝本，该操作系统专为嵌入式无线传感网络设计，程序采用是模块化设计，所以它程序核心往往都很小般来说核心代码和数据大概在左右，能够突破传感器存储资源少限制，这能够让很有效运行在无线传感器网络上并去执行相应管理工作等。本身提供了系列组件，可以很简单方便编制程序，用来获取和处理传感器数据并通过无线电来传输信息。在构建无线传感器网络时，它会有个基地控制台，主要是用来控制各个传感器子节点，并聚集和处理它们所采集到信息。五项目实施方案及分阶段计划进度安排项目实施方案支撑条件公司从事高新技术产品研究开发人员人，公司每年研发投入平均占企业年销售收入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。本项目中承担项目科技人员中大都是岁之间青年科技人员，有着丰富研发经验。本项目主要承担人闫伟东杨新芳张莎莎等已参与过煤矿瓦斯事故智能预警系统煤矿产量监控系统等项目研发，还参与过山西省煤炭瓦斯监测网设计与建设，非常了解用户需求，这对本项目研发完成后成功推广起到了决定作用。我公司与山西煤炭工业局有长期合作关系，现已成功研发系列煤矿应用软件产品，有煤矿瓦斯事故智能预警系统煤矿产量远程监控系统，企业具有知识产权。而且现已推广使用，得到了煤矿管理部门和煤矿使用者好评，这就为无线瓦斯传感器研制奠定了良好技术基础。其次，我公司也积累丰富研发经验。现在深入调员节点网络协议栈设计以及传感器系统软件控制软件设计等。其中，无线传感器节点是由瓦斯监测传感器控制器单元，无线收发单元，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。无线通信协议物理层研究在实际环境频繁变化和节点密集时，低功耗通信复杂行为特征。层避免冲突信道分配和调度机制，节省能耗分布式协议研究路由层高效鲁棒拓扑形成和控制协议，自适应网络覆盖算法，低功耗实时自组织信息传输路径建立机制，面向数据传感网通信模式。根据上述各项要求，在综合了各可探知数据区域传感器单元数模转换电源模块控制器单元无线收发单元个无线网络协议基础上，计划采用由发布标准，经项目小组完善而成协议族完成数据传输。数据聚合技术节点冗余造成数据冗余。传感器节点在收集和转发数据过程中，可以根据数据特点和查询要求进行数据聚合，去除冗余信息，融合相关数据，挖掘高层知识。自定位技术传感器节点所采集数据必须和位置相关对用户才有意义。传感器节点对监测到事件也应该指出它所发生位置。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。覆盖以便成倍地提高单传感器能力，从而提高未来战系统生存能力。美国能源部与美国国家实验室合作，共同研究用于地铁车站等场所防范恐怖袭击对策系统。美国英特尔公司发布了基于微型传感器网络新型计算发展规划，表明它将致力于微型传感器网络在预防医学环境监测森林灭火乃至海底板块调查行星探查等领域应用。我国对新型片上集成无线传感器研究启动较晚，因此在这个领域研究相比与国外程度较低。较早进行无线传感器网络相关研究单位包括哈尔滨工业大学清华大湖南大学复旦大学南京大学国防科技大学东北大学西北工业大学北京理工大学电子科技大学浙江大学中国科技大学北京邮电大学和北京交通大学等院校，以及中科院软件所计算所电子所自动化所合肥智能机械所沈阳自动化所近年来，更多院校和科研机构加入到无线传感器网络研究工作中来。目前，国家计划国家自然科学基金和国家高技术计划都设立专项资助该领域理论方法和关键技术研究。