煤矿井下无线多媒体传感器网络关键技术研究
发布时间：2021-01-06 07:07
煤矿安全生产对环境监测、无线语音通信和无线视频监视有迫切的需求。无线多媒体传感器网络（WMSNs）是在传统无线传感器网络基础上引入了音频、图像和视频等多媒体应用的新型传感器网络。WMSNs具有方便快捷的无线接入、灵活多变的拓扑结构和丰富的多媒体感知能力。为此,提出在煤矿井下构建WMSNs,以进一步提高煤矿井下环境监测、无线语音通信和无线视频监视的能力,保障煤矿井下的安全生产。本文围绕煤矿井下WMSNs中的MAC层、路由层和应用层等关键问题展开了深入研究,研究内容涵盖了区分服务的QoS-MAC协议、区分服务的路由协议、单摄像机视频定位算法以及多摄像机视频协作定位算法等几个方面。本论文的主要工作和创新点如下:1、归纳了煤矿井下传感数据业务、语音业务和视频业务的发送频次、带宽、时延和方向等特点以及对网络服务质量保障的要求,提出了一种煤矿井下WMSNs区分服务的QoS-MAC协议。通过为传感数据业务、语音业务和视频业务设计不同的竞争窗口,实现了 3种多媒体业务的区分服务,可保障3种多媒体业务不同的服务质量需求。建立了 3种多媒体业务退避级数和退避时间计数器的Markov链模型,分析了区分服务的...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１?一种典型的无线多媒体传感器网络结构??Ｆｉｇ．?１－１?Ａｔｙｐｉｃａｌ?ｎｅｔｗｏｒｋ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＷＭＳＮｓ??
现待定位节点的三维定位。理论分析以及仿真结果证明，所量小、通信量小、定位精度比较高和稳定性较好的特点，比ＷＳＮｓ节点的三维定位。??９］基于９０２?ＭＨｚ？９２８?ＭＨｚ频段的ＺｉｇＢｅｅ协议，在煤矿井下组ｓ。通过嵌入式操作系统，将传感器模块、语音模块、嵌入芯片和ＺｉｇＢｅｅ通信模块ＣＣ２４２０嵌入到井下安全帽中，作为通过井下作业人员头戴安全帽对井下的瓦斯浓度、温度和湿智能预警，并可以使用智能安全帽与地面控制中心实时沟通，生产中的安全隐患。??对煤矿井下ＷＳＮｓ技术的研究与应用主要是基于ＺｉｇＢｅｅ协议，仅为２５０?ｋｂｐｓ，显然无法满足煤矿井下多媒体监测的更高需求。矿井下ＷＭＳＮｓ是实现煤矿井下多媒体监测理想和有效方式。监测系统的体系结构如图１－２所示。煤矿井下ＷＭＳＮｓ主要完矿井下环境视频监测；（２）无线语音通信；（３）煤矿井下环点与目标定位。??
２．３煤矿井下ＷＭＳＮｓ结构和业务需求??２．３．１煤矿井下ＷＭＳＮｓ结构??煤矿井下ＷＭＳＮｓ体系结构如图２＿１所示。系统主要由地面监控中心部、有线??１７??
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤矿井下无线多媒体传感器网络区分服务的QoS-MAC协议[J]. 尤凯明,杨维,韩睿松. 煤炭学报. 2017(10)
[2]矿井无线多媒体传感器网络单摄像机矿灯视频定位[J]. 尤凯明,杨维,柳瑞,闫增宝. 煤炭科学技术. 2016(07)
[3]基于优先级的WMSN区分服务路由算法[J]. 邓达,徐鹏. 电子科技大学学报. 2016(03)
[4]无线多媒体传感器网络视频流区分服务多径Qos路由算法[J]. 何建新,贾丽媛. 计算技术与自动化. 2016(01)
[5]能耗均衡的煤矿井下巷道WSN跨层路由协议[J]. 任鹏,张剑英,冯小龙. 煤炭学报. 2016(02)
[6]基于改进粒子群优化的井下WMSN覆盖增强算法[J]. 韩睿松,杨维. 中国矿业大学学报. 2016(01)
[7]煤矿信息化自动化新技术与发展[J]. 孙继平. 煤炭科学技术. 2016(01)
[8]基于无线传感网的井下人员定位系统研究[J]. 李英康,邵华钢. 煤炭技术. 2015(12)
[9]基于改进虚拟势场的煤矿井下WMSN覆盖增强算法[J]. 韩睿松,杨维. 煤炭学报. 2015(04)
[10]矿井视频图像中人员目标匹配与跟踪方法[J]. 孙继平,贾倪. 中国矿业大学学报. 2015(03)
博士论文
[1]矿井多媒体救灾通信系统中WMSN路由算法的研究[D]. 朱永红.中国矿业大学 2015
[2]我国煤炭供需安全评价及预测预警研究[D]. 田时中.中国地质大学 2013
[3]视频传感器网络中目标定位跟踪问题研究[D]. 刘亮.北京邮电大学 2009
硕士论文
[1]基于MB-OFDM-UWB的煤矿井下无线多媒体传感器网络技术研究[D]. 王慧.北京交通大学 2017
[2]无线多媒体传感器网络路由协议改进研究[D]. 黄杰.湖南科技大学 2015
[3]基于无线传感网络与多媒体传感网络融合的智能监控系统[D]. 余韬.北京邮电大学 2011
[4]煤矿井下基于WMN的无线定位系统和语音系统的设计与实现[D]. 李林涛.北京交通大学 2011
[5]无线多媒体传感器网络实时MAC协议研究[D]. 黄志杰.江苏大学 2010
[6]基于GAINZ硬件平台的无线传感器网络节点软件设计[D]. 于秉球.北京邮电大学 2009
本文编号：2960148
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１?一种典型的无线多媒体传感器网络结构??Ｆｉｇ．?１－１?Ａｔｙｐｉｃａｌ?ｎｅｔｗｏｒｋ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＷＭＳＮｓ??
现待定位节点的三维定位。理论分析以及仿真结果证明，所量小、通信量小、定位精度比较高和稳定性较好的特点，比ＷＳＮｓ节点的三维定位。??９］基于９０２?ＭＨｚ？９２８?ＭＨｚ频段的ＺｉｇＢｅｅ协议，在煤矿井下组ｓ。通过嵌入式操作系统，将传感器模块、语音模块、嵌入芯片和ＺｉｇＢｅｅ通信模块ＣＣ２４２０嵌入到井下安全帽中，作为通过井下作业人员头戴安全帽对井下的瓦斯浓度、温度和湿智能预警，并可以使用智能安全帽与地面控制中心实时沟通，生产中的安全隐患。??对煤矿井下ＷＳＮｓ技术的研究与应用主要是基于ＺｉｇＢｅｅ协议，仅为２５０?ｋｂｐｓ，显然无法满足煤矿井下多媒体监测的更高需求。矿井下ＷＭＳＮｓ是实现煤矿井下多媒体监测理想和有效方式。监测系统的体系结构如图１－２所示。煤矿井下ＷＭＳＮｓ主要完矿井下环境视频监测；（２）无线语音通信；（３）煤矿井下环点与目标定位。??
２．３煤矿井下ＷＭＳＮｓ结构和业务需求??２．３．１煤矿井下ＷＭＳＮｓ结构??煤矿井下ＷＭＳＮｓ体系结构如图２＿１所示。系统主要由地面监控中心部、有线??１７??
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤矿井下无线多媒体传感器网络区分服务的QoS-MAC协议[J]. 尤凯明,杨维,韩睿松. 煤炭学报. 2017(10)
[2]矿井无线多媒体传感器网络单摄像机矿灯视频定位[J]. 尤凯明,杨维,柳瑞,闫增宝. 煤炭科学技术. 2016(07)
[3]基于优先级的WMSN区分服务路由算法[J]. 邓达,徐鹏. 电子科技大学学报. 2016(03)
[4]无线多媒体传感器网络视频流区分服务多径Qos路由算法[J]. 何建新,贾丽媛. 计算技术与自动化. 2016(01)
[5]能耗均衡的煤矿井下巷道WSN跨层路由协议[J]. 任鹏,张剑英,冯小龙. 煤炭学报. 2016(02)
[6]基于改进粒子群优化的井下WMSN覆盖增强算法[J]. 韩睿松,杨维. 中国矿业大学学报. 2016(01)
[7]煤矿信息化自动化新技术与发展[J]. 孙继平. 煤炭科学技术. 2016(01)
[8]基于无线传感网的井下人员定位系统研究[J]. 李英康,邵华钢. 煤炭技术. 2015(12)
[9]基于改进虚拟势场的煤矿井下WMSN覆盖增强算法[J]. 韩睿松,杨维. 煤炭学报. 2015(04)
[10]矿井视频图像中人员目标匹配与跟踪方法[J]. 孙继平,贾倪. 中国矿业大学学报. 2015(03)
博士论文
[1]矿井多媒体救灾通信系统中WMSN路由算法的研究[D]. 朱永红.中国矿业大学 2015
[2]我国煤炭供需安全评价及预测预警研究[D]. 田时中.中国地质大学 2013
[3]视频传感器网络中目标定位跟踪问题研究[D]. 刘亮.北京邮电大学 2009
硕士论文
[1]基于MB-OFDM-UWB的煤矿井下无线多媒体传感器网络技术研究[D]. 王慧.北京交通大学 2017
[2]无线多媒体传感器网络路由协议改进研究[D]. 黄杰.湖南科技大学 2015
[3]基于无线传感网络与多媒体传感网络融合的智能监控系统[D]. 余韬.北京邮电大学 2011
[4]煤矿井下基于WMN的无线定位系统和语音系统的设计与实现[D]. 李林涛.北京交通大学 2011
[5]无线多媒体传感器网络实时MAC协议研究[D]. 黄志杰.江苏大学 2010
[6]基于GAINZ硬件平台的无线传感器网络节点软件设计[D]. 于秉球.北京邮电大学 2009
本文编号：2960148
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