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生产和效率的提高，解决无线通信是个关键的问题。然而，矿井无线 通信系统具有许多不同于般地面的无线通信系统的特点，许多地而上使用的通 信设备和技术无法直接应用到煤矿井下。近年来，我国煤矿安全状况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 以在独立的环境下运行，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络拓扑结构方案 考虑矿井的结构特点，把矿井无线通信系统设计成如图示的网络结构。底 层是部署在矿井巷道和工作面上的传感器网络，向上依次为传输网络和地面监控 中心。为了保证通信系统的可靠性和准确性结构 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， 光纤直放系统 引言 选题背景 煤炭是我国经济建设的基础，煤炭的开采主要以井下为主，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 以在独立的环境下运行，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构 无线传感器网络采用网状拓扑结构，由于完全的网状拓扑控制要消耗传感器 节点较多能量，为了在满足网的移动信号为信号源，用光纤直放系统将信号引入 矿井。 关键词矿井通信手机模块重要 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 所谓传程中起到了重要的作用。但是这些几 乎系统都是基于有线的系统，在紧急状态下比如电力中断，事故等如何将安全 生产监测监控信息及时准确地传送到各级相关人员手中，缺乏有效的手段。线 传感器技术是目，传感器节点的部署密度通常比较大， 并且部署在矿井中所有的工作面和巷道中，从而形成多个传感器网络。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前无线通信领域内研究的个热点技术，它综合了传感器技术， 嵌入式计算技术，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。本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。该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。 国内外煤矿安全监测研究状况 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，缺乏有效的手段。线传感器技术是目前无线通信领域内 研究的个热点技术，它综合了传感器技术，嵌入式计算技术，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 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。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， 自动地组成个独立的网络。 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。，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。 国内外煤矿安全监测研究状况 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，国内外现正离很短，般采用多跳的 无线通信方式通信。感器网络可以在独立的环境下运行，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，自动地组成个独立的 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，分布范断电，线路也有可能出现问题，因此，无线传感 器网络就是个很好的选择，再结合具有广泛覆盖范围的移动 转发。这样既保证了原有覆盖范围内的数据通信，也在很大范围内节约了能量。 在无线传感局域网中通常采用的组网拓扑结构般有三种星形拓扑网形拓扑 和树形拓扑。 图星形拓扑结构图 星形拓扑是由中央节点和通过点到点无线链路到中央节点的各个站点组成， 如图所示。中央节点执行集中式通信控制策略，因此中央节点相对复杂，而各 个站点的通信处理负担都很小。这种结构旦建立了通道连接，就可以在生产和效率的提高，解决无线通信是个关键的问题。然而，矿井无线 通信系统具有许多不同于般地面的无线通信系统的特点，许多地而上使用的通 信设备和技术无法直接