1、些采取无线方式的，使用人员手持式瓦斯监控器，这种方式可以让地下作业的人员实时地测量瓦斯浓度，井上却无法获取该数据，无法达到完全控制安全隐患的程度。随着国家对煤矿生产管理工作的日益重视，企业和国家对煤矿产量监管投入的加大，国家十五期间对煤炭工业的机构调整，以及煤炭生产企业自身现代化管理的需求，为煤矿安全监控产品的研制提供了个很好的发展机遇。煤矿安全监控平台的搭建将为煤矿企业各级政府监管部门提供统完整的监管平台，为及时发现煤矿生产安全隐患提高生产效率减少安全事故发挥重要的作用。同时国家生产安全监督管理局已经建立了煤矿产量数据采集连网系统等标准，为煤矿安全监控产品的研制打下了较好的技术基础。综上所述，研制以人为本采集各种安全生产实时数据以危险因素分析事故预防抢险救灾为主要目标的数字化智能化煤矿。

2、的传感网通信模式。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的基础上，计划采用由发布的标准，经项目小组完善而成的协议族完成数据的传输。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的过程中，可以根据数据的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的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的事件也应该指出它所发生的位置。这将对于煤矿产量的位置监测起到很好得效果。网络的可扩展性无线传感器节点在网络组建过程中通过自组织的方式进行网络的自动生成，是完全自治的。在网络形成之后，如果在其中加入新的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。

3、共同研究用于地铁车站等场所的防范恐怖袭击的对策系统。美国英特尔公司发布了基于微型传感器网络的新型计算发展规划，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的应用。我国对新型片上集成无线传感器的研究启动较晚，因此在这个领域的研究相比与国外的程度较低。较早进行无线传感器网络相关研究的单位义。目前煤矿监控系统多为有线形式,实现对全矿井环境参数的无线监测还具有定的局限性,不可避免地留下大量的安全隐患。当煤矿地面监管中心的测控主机距离矿井很远,井上部分总线铺设的距离会很大,硬件投入成本运行成本和维护成本都会很高。如果井下传感器的分布比较分散,适合多条总线从不同出口上传到地面,再由这些位置连接到煤矿相关部门服务器上时,布线量就会成倍增加,各类成本也会成倍增加。。

4、如传感器编号，用于识别矿井。传感器节点的模型如图所示图无线传感器节点结构图关键技术节点的能耗问题无线传感器节点般采用电池供电，因此可以使用的电量是很有限的，尤其是面对煤矿安全这种实时性强且要长期监控的需求，这就需要无线传感器节点的稳定感应传输时间要长达数月甚至数年。而网络节点的功耗的主要方面就是通讯消耗。因此，我们计划采用新型的无线通讯技术技术，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。这是的突出优势。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，低功耗通信的复杂行为特征。层避免冲突的信道分配和调度机制，节省能耗的分布式协议研究路由层高效鲁棒的拓扑形成和控制协议，自适应网络覆盖算法，低功耗实时自组织的信息传输路径的建立机制，面向数据。

5、技术对煤矿的瓦斯监控尚处于研究阶段，本公司申请产品的研制与开发。项目的技术来源无线瓦斯传感器的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的主要问题及近期发展趋势。从世纪开始，以无线方式传输的片上集成传感器技术便引起了学术界军界和工业界的极大关注，美国和欧洲相继启动了许多关于无限传感器网络的研究计划。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的研究。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计划。目标是建设个通用通信基础设施，支援前方部署，将无人值守式弹药传感器和未来战斗系统所用的机器人系统连成网络，以便成倍地提高单传感器的能力，从而提高未来战系统的生存能力。美国能源部与美国国家实验室合作，。

6、安全监控产品是形势所需，市场所求。项目的成熟性和可靠性论述目前项目已经过初期调研和可行性分析，致认定该项目切实可行，且具有非常好的市场推广前景，因此在前阶段调研的基础上，下步将进行传感器硬件设计，网络协议设计开发以及片上应用程序开发等关键技术的攻关。拥有丰富的人才资源，参与该项目的研发人员全部为大学本科以上学历，具有很强的研发能力，为本项目的开发提供了高可靠性。四项目主要研究方案和工艺路线主要研究方案无线传感器节点的硬件设计思路为，采集煤矿瓦斯，温湿度等安全信息的传感器元件处理器单元使用单片机，配合使用操作系统无线收发单元采用芯片。该项目包括无线传感器节点的硬件设计，无线传感器节点的网络协议栈的设计以及传感器系统软件控制软件的设计。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。

7、生成。因此节点的可扩展性体现了这个网络的健壮性。与以太网相比较，无线网因其自身的低成本特点，故障率是大于以太网的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的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。网络的快速收敛性鉴于无线网络较之以太网故障率大的特点，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的强调。覆盖控制技术对于无线传感器网络中存在的冗余节点，如何利用节点的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的前提下，控制网络中活跃节点的数量，使冗余节点交替工。

8、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的情况下，使用人员携带方式，可以方便，灵活，全面地采集数据。对所设计的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的网络。在瓦斯传感器的选用上，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的种半导体型气体传感器。它的基本特征是极高灵敏度和极快的响应速度且低功耗。型可燃气传感器适用于对瓦斯等可燃气浓度的检测，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。

9、，从而达到延长网络生存时间的目的。网络安全技术无线传感器网络需要实现些基本的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的内容，但是无线传感器网络的特点决定了它的安全与传统网络的安全在研究方法和实现手段上存在明显的区别。创新点研制可综合使用的固定安装传感器和人员携带移动传感器，使得侦测范围更广，数据更全面原有煤矿安全检测技术没有自定位功能，而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的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，由其自组织的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，等能耗过大的问题得到了解决目前，使用。

10、器负责网络扩展和数据路由,功耗次之种端设备负责数据的采集和发送,功耗最小。相比于端设备,端设备还具有简单的路由功能,增加了数据传输的灵活性,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的无线信号,就可以进行直接通信,不需其他节点的转发，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的方式灵活传输，当节点位置变化或个别节点失效时，对信息传递影响很小,提高了信息传输的可靠性。新设备通过与网络中的协调器或路由器连接的方式加入网络,此时该设备成为相应协调器或路由器的子节点,而相应协调器或路由器成为其父节点,父节点和相应的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,由具体的路由。

11、，静态功耗为，报警状态功耗为，供电电压为。传感器敏感组件的电阻的变化表现为负载电阻上的电压变化。驱动电压负载电阻以及检测电压的取值参照公司提供的典型资料，以使传感器处于最佳工作状态。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的海量数据的理想选择，存储密度从。支持和时钟频率，全面兼容规范，的宽工作电源电压。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的趋势，采用两节干电池供电。网络系统设计对网络系统的设计，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。

12、发单元，存储器单元以及供电单元组成。无线传感器节点的网络协议栈则是根据在发布的的基础上经项目小组完善而成的协议族完成数据的传输。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的电子信号进行处理，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的参数，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的设计，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,相应的功耗也就越大。网络中采用不同功能的节点,合理分配,方面，有利于兼顾网络对低功耗和高性能的要求另外，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的建立维护和监测数据的汇聚,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。

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