面向煤层气开发的WSN技术设计与实现

发布时间：2017-09-23 12:45

  本文关键词：面向煤层气开发的WSN技术设计与实现

  更多相关文章： 无线传感网络 自愈合 拓扑结构 管理子系统 数据包

【摘要】：无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)主要结合了传感器技术与无线技术,随着技术的成熟逐渐被应用到越来越多的领域,其不仅在军事上和医学上应用前景广泛,而且在工业领域具有更加不可估量的价值。无线传感网络具有大规模、可扩充性等特点,通常被应用在一些环境复杂、地势险峻的山区或者通视性良好的地区。无线传感网络的应用,不但解决了复杂地区中控室与现场的通讯链路问题,而且降低了运营成本、提高了经济效率,为工业开发提供了可靠的技术支持。本文主要针对山西煤层气开发的特点,设计出一套无线传感网络以及相应的子系统。以达到广大井区在低成本的投入下,提高自动化、信息化的水平,实现“远程监控,无人值守”的安全、高效的生产管理模式。具体内容如下：1.面向煤层气开发的无线传感网络分析与设计面向煤层气开发的无线传感网络具有易扩充、易组网、自愈合、交互性等特点。本项目采用树形的拓扑结构为主干网络,以“根-枝-叶”为主要节点,并且在此基础上自主开发相应的关键技术。2.面向煤层气开发的WSN的关键技术设计与实现无线管理子系统,负责整个网络的监视与控制。通过此系统可以实时掌控每个节点的运行状态,及时发现故障节点并进行处理。动态自愈合技术,是基于拓扑结构的主干网络而开发的关键技术。当网络主干运行链路出现问题时,通过动态自愈合技术转换到备份运行链路上,实时保障了链路的连通性,解决了由于故障节点带来的网络瘫痪问题。本系统设计的无线传输数据包具有“类型、数据长度、数据内容”的统一格式,其中,类型指明数据包所包含的信息内容,数据长度指明数据内容的长度。根据终端管理子系统接收和发送情况,数据包可分为接收包和命令包两大类。节点将重要信息以无线传输数据包的格式传输并且解析显示在终端管理子系统上,实现终端管理子系统对各个节点的监督,同时终端管理子系统将命令包发送到各个节点上,实现对节点的控制。3.面向煤层气开发的无线传感网络的实验及结论通过搭建无线传感网络实验平台,进行相关性能以及功能实验。根据网络延时以及码率等参数,分析网络的可靠性以及可行性,并对网络进行再次优化。
【关键词】：无线传感网络 自愈合 拓扑结构 管理子系统 数据包
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 研究背景9
• 1.2 国内外的研究现状及意义9-11
• 1.3 无线传感网络的特点11-12
• 1.4 论文结构安排12-13
• 2 面向煤层气开发的无线传感网络的分析与设计13-26
• 2.1 面向煤层气开发的无线传感网络分析13-15
• 2.1.1 煤层气开发特点以及需求分析13-14
• 2.1.2 无线传感网络技术分析与设计14-15
• 2.2 无线传感网络的网络构成15-20
• 2.2.1 分支级网络17-18
• 2.2.2 无线主干级网络18-20
• 2.3 无线传感网络的主要系统组成20-23
• 2.3.1 无线主干网子系统21-22
• 2.3.2 无线网络管理子系统22-23
• 2.4 无线节点网络可靠性分析23-25
• 2.4.1 无线网络可靠性概念23-24
• 2.4.2 无线网络主要可靠性机制24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 3 无线传感网络系统关键技术设计与实现26-51
• 3.1 无线节点网络自愈合技术26-30
• 3.1.1 功能描述26
• 3.1.2 系统模型26-28
• 3.1.3 伪代码描述28-30
• 3.2 无线管理子系统30-33
• 3.2.1 子系统描述30-31
• 3.2.2 构造节点树31-33
• 3.3 无线传输数据包33-43
• 3.3.1 数据包设计33-39
• 3.3.2 数据包伪代码描述39-40
• 3.3.3 数据包的管理40-43
• 3.4 系统配置文件43-47
• 3.4.1 文件格式设计43-45
• 3.4.2 配置文件的管理45-47
• 3.5 系统程序日志文件47-49
• 3.6 本章小结49-51
• 4 实验性能分析以及结论51-65
• 4.1 无线节点网络实验平台51-52
• 4.2 网络路由多跳实验52-55
• 4.2.1 实验内容52
• 4.2.2 实验方案52-54
• 4.2.3 实验结果以及结论54-55
• 4.3 无线节点自动路由及网络自愈合功能测试实验55-60
• 4.3.1 实验内容55-56
• 4.3.2 实验方案56-57
• 4.3.3 实验结果以及结论57-60
• 4.4 主节点距离测试60-64
• 4.4.1 实验内容60
• 4.4.2 实验方案60-61
• 4.4.3 实验结果以及结论61-64
• 4.5 本章小结64-65
• 结论65-66
• 参考文献66-69
• 致谢69-70

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 葛勇;;铁法煤田煤层气开发关键技术研究[J];科技传播;2013年07期

2 裴俊彦;沁水盆地和顺区煤层气开发前景分析[J];科技情报开发与经济;2002年04期

3 杜新锋;;煤层气地面与井下一体化抽采三维可视化管理系统关键技术[J];煤田地质与勘探;2011年05期

4 王庆来;檀朝东;闫学峰;张丽;赵立宁;;基于物联网技术的煤层气生产实时分析优化专家系统功能设计[J];中国石油和化工;2012年08期

5 姜在炳,张新民,靳秀良,庞湘伟;基于ADO技术的煤层气开发项目经济评价系统[J];煤田地质与勘探;2002年01期

6 刘真余;芮小平;撖志恒;丁振;;煤层气集输应急条件下多目标决策研究[J];计算机工程与设计;2013年05期

7 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 牟学军;崔越;;铁岭市开发利用煤层气工程综述[A];中国土木工程学会城市燃气分会输配专业委员会2005年会议论文集[C];2005年

2 王保玉;史纪敦;李国富;王峰明;卫家印;田永东;张乃春;王国义;王正正;王祖亮;李贵山;宋洪刚;白建平;;煤层气企业精细管理的探索与实践[A];2008煤炭企业管理现代化创新成果集[C];2009年

3 左景栾;孙晗森;;国内外煤层气开发技术综述[A];煤层气勘探开发理论与技术——2010年全国煤层气学术研讨会论文集[C];2010年

4 房超;陈贵峰;孙铭伟;;中国煤层气开发模式对比及开发技术研究[A];煤层气勘探开发理论与技术——2010年全国煤层气学术研讨会论文集[C];2010年

5 吴立群;焦养泉;李绍虎;潘思东;王小明;;煤及煤层气工程专业教学实践环节的科学设置[A];城市空间结构理论与资源型城市转型研究——中国科协第224次青年科学家论坛论文集[C];2010年

6 白建梅;秦义;石惠宁;王胜利;段宝玉;;煤层气低成本排采技术探讨[A];煤层气勘探开发理论与实践[C];2007年

7 李献水;李雪峰;陈平;张心彬;;浅谈加强煤层气学科人才培养[A];中国煤炭学会矿井地质专业委员会2007年学术论坛论文集[C];2007年

8 王红霞;王遇冬;薛岗;刘yN;王登海;;山西沁水煤层气地面集输工艺的实践与认识[A];2008年煤层气学术研讨会论文集[C];2008年

9 秦万成;陈仕林;;沁南煤层气田地面工程建设[A];2008年煤层气学术研讨会论文集[C];2008年

10 周丽霞;李震;;煤层气综合利用的发展方向和环境效益[A];中国煤炭学会矿井地质专业委员会2007年学术论坛专辑[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 ;各国减排新举措：回用煤层气[N];中国环境报;2005年

2 焦洋;煤层气：稳定清洁的廉价能源[N];中国经济导报;2005年

3 记者 胡萌;我市煤层气开发提上日程[N];重庆日报;2004年

4 易茗忻;企业直接排放煤层气将受限[N];中国工业报;2006年

5 吕晓宇;太原社会车辆开始使用煤层气[N];中国化工报;2006年

6 特约记者 陈继军 武保洲;煤层气：产业化开发指日可待[N];中国化工报;2007年

7 本报记者　 徐建军;四大煤炭集团投身煤层气[N];中国证券报;2006年

8 苏梅;矿城阜新靠煤层气来充“气”[N];中国国土资源报;2006年

9 曹英邋实习生 张琴琴;山西推进煤层气开发利用[N];中国经济时报;2007年

10 本报记者　 李雁争;欲携手山西 李嘉诚重磅投资煤层气[N];上海证券报;2006年

中国博士学位论文全文数据库 前6条

1 杨蕾;煤层气解析—扩散—渗流问题的数值模拟方法及理论[D];山东大学;2015年

2 姚征;煤层气开发中固相微粒的成因机理与防治措施研究[D];中国矿业大学(北京);2016年

3 吴世跃;煤层气与煤层耦合运动理论及其应用的研究[D];东北大学;2006年

4 高婷;含氮煤层气二氧化碳净化指标与液化提纯流程研究[D];上海交通大学;2012年

5 陈艳容;煤矸石和煤层气循环流化床混烧关键影响因素研究[D];重庆大学;2011年

6 崔永君;煤对CH_4、N_2、CO_2及多组分气体吸附的研究[D];煤炭科学研究总院;2003年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王剑;煤层气水平井测井环境影响校正方法研究[D];西安石油大学;2015年

2 孙玉琦;古交矿区山西组沉积环境及其对煤层气富集的影响[D];中国矿业大学;2015年

3 袁松;煤层气水平井随钻岩性判识方法研究[D];东北石油大学;2015年

4 陈泽升;河南中马村矿辅助层开采煤层气研究与实践[D];东北石油大学;2015年

5 安东杰;余吾煤业煤层气开发地质条件评价与区块划分[D];河南理工大学;2014年

6 詹敏;煤层气排采出煤粉预测研究[D];中国石油大学(华东);2014年

7 秦一天;促进我国煤层气开发的财税支持政策研究[D];北京交通大学;2016年

8 李凯;基于双扩散模型的煤层气注气开发数值模拟方法研究[D];中国石油大学(华东);2014年

9 刘厚宁;煤润湿性及其对煤层气吸附/解吸的影响[D];西安科技大学;2015年

10 杜兴隆;煤层气井壁稳定与防塌钻井液研究[D];东北石油大学;2016年

，

本文编号：905359