zigbee无线瓦斯传感器研制生产项目投资计划书.doc_中文版高速下载

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。

有些采取无线方式的，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。

综合研制固定安装传感器和人员携带移动传感器以及将无线传 感器定位技术与瓦斯监控技术相结合在国内外并不见报道，在山西省 目前还没有此项技术，我公司根据目前市场的需要，结合公司现有的 技术已经着手此技术的研究。

项目提出背景意义及必要性 项目技术攻关的必要性 开发套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，是由其社会及经济需求 所决定的。

安全生产是社会进步和人类发展的重要保证。

尽管世纪 科学技术的发展已经为未来的进步构筑了坚实的平台，新的采矿方法 和技术将不断被采用采矿业将向智能化和无人化的方向发展。

但是， 目前传统的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 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，面向数据的传感网通信模式。

根据上述各项要求，在综合了各个节点工作 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。

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限 传感器。

该项目包括无线传感件设计 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 三项目的技术可行性和成熟性分析 项目的技术创新性论述 本项目的基本件设计 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 三项目的技术可行性和成熟性分析 项目的技术创新性论述 本项目的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限 传感器。

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。

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，使冗余节点交替工作，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相关研究 的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 器网络的研究工作中来。

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的