当前位置:主页 > 科技论文 > 矿业工程论文 >

矿井通信无线传感器网络自适应组网与传输机制方法研究

发布时间:2018-02-25 06:19

  本文关键词: 无线传感器网络 簇头聚类 MAC自适应 仿真 出处:《合肥工业大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:无线传感器网络技术被广泛应用在矿井环境监控、信息传递和移动定位等领域。作为当前研究的热点之一,组网问题研究是实现矿井无线传感器网络研究的前提与基础;传输机制方法研究是实现节能、高效、可靠通信的必要手段。本文针对井下特殊环境,对无线传感器网络MAC层协议和路由层协议进行研究,减少矿井网络中移动节点能耗,在时延性和可靠性方面有所改进优化。本文所做的工作如下:1、结合矿井无线传感器网络的环境特性,对矿井信号传输需求进行分析研究。选用Mesh拓扑结构构建适用于矿井安全监测的网络拓扑架构,选择适合于矿井安全监测的ZigBee协议作为无线传感器网络通信协议基础。2、针对井下巷道的特殊环境,分析矿井下无线传感器网络自适应路由组网的设计要求。结合井下移动监测节点的趋向性,在LEACH路由协议的基础上给出一种改进的适应于矿井安全生产监测的动态聚类路由策略。该策略通过改进簇头选取原则、优化簇的路由路径和移动监测节点的聚类方案,一定程度上缓解了区域覆盖,减少且均衡了系统能耗,延长网络寿命。3、针对矿山井下特殊巷道容迟移动无线传感器网络环境特征,在EQ-MAC协议基础上设计一种改进的预测接收节点发起传输时间的MAC协议,减少了发送节点空闲侦听时间与能耗;引入改进的CSMA/CA短报文自适应握手机制,在尽量减少控制开销的前提下,降低接收节点处数据包冲突,减少数据包传输失败和重传带来的能量浪费。4、搭建MATLAB仿真平台,模拟矿井巷道进行仿真实验。仿真结果分析表明:改进后的自适应组网方案和MAC传输机制能有效的降低通信时延,提高通信可靠性,减少与均衡网络能量损耗,更好的适应矿井无线传感器网络移动节点的组网与数据传输。
[Abstract]:Wireless sensor network technology is widely used in the field of mine environment monitoring, information transmission and mobile location. As one of the current research on network is the precondition and foundation of mine wireless sensor network; transmission mechanism research method is to achieve energy saving, efficient and reliable communication means necessary. This article in view of the special underground environment, the wireless sensor network MAC protocol and routing protocol of mobile node, reduce the energy consumption of mine network, improved optimization in ductility and reliability. This work is as follows: 1, combined with the environmental characteristics of the wireless sensor network, and analyze the mine signal transmission network topology with Mesh requirements. Topology construction for coal mine safety monitoring, choose suitable for coal mine safety monitoring ZigBee protocol as the wireless sensor For network communication protocol based on.2, according to the special environment of underground roadway design requirements of adaptive wireless sensor network routing network analysis. Combined with the trend of coal mine underground mobile monitoring node, are based on the LEACH routing protocol improved to adapt to the mine safety production monitoring and dynamic clustering routing strategy. This strategy by improving the cluster head selection principle, clustering scheme and mobile routing path monitoring node optimization cluster, to some extent alleviate the regional coverage, reduce and balance the energy consumption of the system, and prolong the network lifetime for mine roadway.3, Yamarai Shita special delay tolerant mobile environment characteristic of wireless sensor network, design an improved prediction receiver initiated transmission time the MAC protocol based on EQ-MAC protocol, the sending node reduces the idle listening time and energy; the introduction of CSMA/CA short message improved adaptive grip Mobile phone system, to reduce the control overhead, reduce the receiving node packet conflict, reduce packet transmission failure and retransmission of the energy from waste.4, builds the MATLAB simulation platform, the simulation of the mine roadway. The simulation results show that the improved scheme and adaptive MAC transmission mechanism can effectively reduce communication delay, improve communication reliability, reduce and balance the network energy consumption, better adapt to the network and data transmission of mobile nodes in wireless sensor networks in mine.

【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TD65;TN929.5;TP212.9

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 杨树森;周小佳;阎斌;;无线传感器网络在环境监测中的应用[J];计算机技术与发展;2008年09期

2 崔炳俭;董卫红;黄跃青;崔灿;明亮;;无线传感器网络在气象领域的应用与研究[J];环境科学与技术;2010年S1期

3 莫夫;;无线传感器网络的煤矿安全监控系统开发与设计[J];煤炭技术;2013年10期

4 何文德;杨凤年;刘光灿;;无线传感器网络在文物保护中的应用[J];安防科技;2007年07期

5 薛小芹;王箭;;无线传感器网络安全广播通信研究[J];工矿自动化;2007年06期

6 李铁奇;郑晓势;郭强;;国内外无线传感器网络研究透视[J];山东轻工业学院学报(自然科学版);2008年04期

7 陶宏;;浅谈无线传感器网络威胁与应对策略[J];河北能源职业技术学院学报;2009年02期

8 裴忠民;邓志东;巫天华;许潇;;矿井无线传感器网络三阶段定位方法[J];中国矿业大学学报;2010年01期

9 何学文;李百明;黄国平;肖勇;;面向矿山环境监测的无线传感器网络研究[J];金属矿山;2010年07期

10 张高亮;周霆;;一种基于模糊覆盖模型的传感器网络覆盖控制方法[J];重型机械;2010年S1期

相关会议论文 前10条

1 唐云龙;;无线传感器网络系统实验分析[A];工程设计与计算机技术:第十五届全国工程设计计算机应用学术会议论文集[C];2010年

2 杜景林;陈力军;谢立;;无线传感器网络与互联网集成体系结构[A];2008年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集(下册)[C];2008年

3 刘昊;;面向电子智能服装的人体无线传感器网络构建[A];“力恒杯”第11届功能性纺织品、纳米技术应用及低碳纺织研讨会论文集[C];2011年

4 李华;李文秀;;无线传感器网络技术在养殖业污染防治上的应用前景[A];全国畜禽和水产养殖污染监测与控制治理技术交流研讨会论文集[C];2008年

5 李洁;任海风;;K重覆盖无线传感器网络优化[A];中国计量协会冶金分会2011年会论文集[C];2011年

6 余e,

本文编号:1533331


资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/kuangye/1533331.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户2c4aa***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com