机会网络在矿井安全监测中的应用研究

发布时间：2017-10-21 05:12

  本文关键词：机会网络在矿井安全监测中的应用研究

  更多相关文章： 机会网络 煤矿环境 路由算法 优先级

【摘要】：煤矿井下环境恶劣且工作面随着开采而动态推进,无线节点可能会因为矿井冲击地压、煤块砸坏、能量耗尽等因素造成已布设的节点损坏。使用传统的无线传感器网络会使得信链路出现间歇性连通或不连通,甚至整个通信网络瘫痪,信息无法传输。因此,将不依赖于端到端完整通信链路的机会网络应用到矿井安全监测之中,用于解决传统无线传感器网络中存在的链路中断、“能量空洞”、低健壮性等问题。本文以矿井环境为背景,重点研究了机会网络路由算法,并提出了改进机制。针对矿井安全监测系统提出一种基于混合策略的多副本路由算法MCBHS,该算法在散发和转发阶段分别对经典的Spray and Focus算法提出改进,摒弃盲目的散发与转发。在散发阶段,将节点的活跃度和节点剩余能量作为散发阶段的效用指标,可以将信息快速大面积的扩散,同时可以均衡网络能量;在消息转发阶段,基于对静止节点的编号来判断节点的运动方向,选择距离目标节点更近的运动方向转发数据包,从而提高节点转发效率。在井下有异常信息出现时,提出一种基于消息优先级策略的HSBMP路由算法,该算法在MCBHS的基础上将消息的优先级策略考虑进去,通过赋予异常信息较高的优先级,保证异常信息提前使用网络资源,同时使消息副本数量翻倍,从而达到提高传输成功率、减少传输延迟的目的。最后,利用ONE仿真软件搭建矿井仿真模型,仿真分析表明,在移动节点数量和缓存大小变化的情况下,MCBHS算法性能优于Epidemic、Spray and Wait等算法。与MCBHS算法相比,HSBMP算法在高优先级消息的传输上,传输成功率得到明显提升,并减小了传输延迟。
【关键词】：机会网络 煤矿环境 路由算法 优先级
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD76
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 1 绪论14-21
• 1.1 课题研究背景及意义14-15
• 1.2 国内外研究现状15-18
• 1.3 论文主要研究内容18-19
• 1.4 论文的组织结构19-21
• 2 机会网络相关问题综述21-32
• 2.1 机会网络的概念及特点21-22
• 2.2 机会网络体系结构22-23
• 2.3 机会网络移动模型23-26
• 2.4 机会网络路由算法26-30
• 2.5 机会网络的评价指标30-31
• 2.6 本章小结31-32
• 3 基于混合策略的机会网络路由算法研究32-52
• 3.1 矿井机会网络模型32-34
• 3.2 网络模型设置34-35
• 3.3 基于混合策略的MCBHS路由算法35-43
• 3.4 性能仿真及结果分析43-51
• 3.5 本章小结51-52
• 4 基于消息优先级策略的机会网络路由算法研究52-63
• 4.1 矿井监测信息分类52-53
• 4.2 网络模型设置53
• 4.3 缓冲区管理53-56
• 4.4 基于消息优先级策略的HSBMP路由算法56-58
• 4.5 性能仿真及结果分析58-62
• 4.6 本章小结62-63
• 5 总结与展望63-65
• 5.1 总结63-64
• 5.2 展望64-65
• 参考文献65-70
• 作者简历70-72
• 学位论文数据集72

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本文编号：1071457