基于ZigBee技术无线传感器网络通信站研制

针对目前工业现场有线监测系统存在部署成本高、可维护性差、冗余容错能力差等问题,设计了一款基于ZigBee协议无线传感器网络通信站,能够将接收到无线传感器终端节点的数据通过工业以太网传输到远程服务器。文章论述了通信站的总体设计方案和硬件结构,重点介绍了该通信站的硬件系统和软件系统设计,搭建了无线传感器网络测试系统,对其性能进行了试验。测试结果表明所研制的无线传感器网络通信站能够完成对无线传感器终端节点的数据接收、存储和转发功能,达到了预期的设计要求。     

基于ZigBee的综采工作面顶板压力无线监测系统

基于ZigBee协议栈,设计了一种矿井综采工作面矿压无线监测系统。系统通过压力传感器检测工作面顶板压力,经ZigBee无线系统传输至地面上位机并通过LabVIEW自动绘制成压力曲线图,实现综采工作面顶压力的实时采集、测量、无线传输通信功能。     

ZigBee协议在储煤筒仓监测系统中的应用

介绍了Z igBee技术的特点及协议栈架构,提出了采用低功耗的标准Z igBee无线通信协议作为储煤筒仓监测装置数据传输协议,并给出了一种基于Z igBee技术的传感器节点软硬件实现方案:采用PIC18F4620单片机和CC2420 2.4GHz无线收发器组成储煤筒仓监测传感器节点与网络协调器节点,采用星型拓扑与需求时唤醒的通信方式,降低传感器节点的功耗,软件方面使用C语言开发Z igBee协议栈的应用层来实现数据向厂区控制中心的可靠传输。     

ZigBee矿井人员定位及瓦斯检测系统的设计应用

针对煤矿井下作业环境的复杂性以及安全检测井下瓦斯浓度的要求,提出了一种基于ZigBee无线传感器技术的井下移动人员定位及其周围瓦斯浓度检测系统的设计方案。利用ZigBee嵌入式技术实现可移动终端节点、路由节点以及协调器节点的硬件设计。通过GPRS远程定位技术实现对井下人员定位;运用ZigBee技术实现了移动中瓦斯检测和数据的无线传输。实验证明人员定位精度、瓦斯监测精度符合煤矿安全生产要求。     

顶板离层无线传感器网络节点试验

基于ZigBee协议对顶板离层无线传感器网络节点进行了实验研究,对能耗进行了分析。结果表明:顶板离层无线传感器网络节点既可独立使用,也可作为无线传感器网络节点使用。独立使用时,节点采用光控显示技术对顶板离层状态进行监测,且确保电池供电时的低能耗;作为无线传感器网络节点使用时,网络结构为具有自组织、自愈性的"重叠树"结构,整体为树形结构,无线传感器网络节点仅与近邻的无线传感器网络节点通讯,局部为Mesh结构,无线传感器网络节点仅与次近邻的无线传感器网络节点通讯。     

矿井无线传感器网络LEACH协议的改进

将无线传感器网络应用于煤矿井下通信,能够提高通信的安全性.无线传感器网络由能量受限的节点组成,通过部署这些节点以便收集特定监测区域内的有用信息.基于层次的LEACH协议通过将节点分簇以实现数据融合.针对矿井通信的特点对现有的LEACH协议进行改进,优化了簇头选择算法,允许节点采用多跳方式与汇聚节点通信,使其更符合煤矿井下的要求.经过NS2仿真平台的测试,改进后的LEACH协议使得整个网络在较低的能耗水平下获得了较长的生命周期,具有较好的能量优化特性.     

基于2.4 GHz无线传输的矿山压力监测系统研究

分析了目前矿山压力监测系统中通信特点,提出了基于2.4 GHz的无线传输的矿山压力监测系统、无线主站和分站的结构和原理以及变阻式压力传感器的设计原理,进行了工作面无线信号强度试验,并通过试验结果设计了无线矿压监测系统的布置方案。     

ZigBee技术及其在井下人员定位系统中的应用

在煤矿井下发生安全事故后,及时准确地获知井下作业人员的位置信息是至关重要的。本文在介绍了ZigBee技术的特点、协议和组网技术的基础上,提出了将ZigBee技术运用于煤矿井下定位系统,组成无线传感器网络,构建井下人员无线定位系统的设计方案。     

基于ZigBee的煤矿井下无线传感器网络通信节点控制机制研究

煤矿井下无功能;建立一个新的网络、加入和离开一个已经存在的网络、配置一个新设备、寻址、同步线传感器网络通信节点控制中,需要从协议栈的数据机构出发,对物理层和数据链层进行通信RAM存放节点设计,从而能够构建数据节点标准,对路由数据传输产生重要的作用。网络层设计中需要根据无线传感路由进行阶段信息与设备匹配,保证煤矿井下设备能够无线节点实现数据通信。通用的网络层、安全和路由。基于ZigBee技术确保煤矿井下设备数据通信安全。     

无线传感器网络技术在江河水位监测中的应用

基于ZigBee无线通信协议的无线传感器网络技术,研究江河水位监测系统解决方案,将无线传感器网络技术、数字化水位传感器和单片机控制技术相结合,利用改进的DV-hop算法对传感器节点定位,并结合节点处水位的变化情况,来实现对江河安全实时监控。     

基于Zigbee的矿井综采面无线传感器网络监测系统设计

提出了基于Zigbee无线传感器网络系统架构,主要介绍了对煤矿井下温度、湿度和瓦斯气体浓度监测的无线传感器网络体系设计及无线传感器网络系统数据采集与传输的软硬件,并将数据传送到上位机,由上位机对数据进行分析并对井下环境进行评价。实现了监测信号的获取和无线传输,解决了大量监测点的无线组网,在矿井监测系统中得到成功应用。     

基于改进虚拟势场的煤矿井下WMSN覆盖增强算法

针对煤矿井下无线多媒体传感器网络（Wireless Multimedia Sensor Network,WMSN）覆盖问题,提出了一种基于改进虚拟势场的覆盖增强算法。在分析方向可调感知模型、煤矿巷道带状结构特点及照度特点的基础上,提出了煤矿井下WMSN“有效覆盖”问题。针对有效覆盖问题,引入虚拟目标引力提升重点区域有效覆盖效果。针对传统虚拟势场算法可能出现因局部极小导致覆盖增强效果下降的问题,在分析方向可调感知模型感知区域相交特性的基础上,改进了斥力函数,引入了相邻节点的共同覆盖率引导节点调整感知方向,从而实现区域的有效覆盖。仿真实验表明：对比已有的区域覆盖增强算法,采用所提出的基于改进虚拟势场的覆盖增强算法可有效消除感知重叠区和盲区,实现了井下巷道的高效区域覆盖。     

无线传感器网络LEACH路由协议的改进

分布式无线传感器网络结合无线网络通信技术可实现煤矿采空区沉陷监测,而无线传感器网络的路由协议是研究重点,因此,基于无线传感器网络LEACH路由协议的设计思想,以增强网络通信能力,减少冗余数据传输为目标,针对已有的LEACH改进算法提出一种改进的分层路由协议算法。主要体现在被迫簇首的引入和根据连续时间内单位节点监测变量的数据相关性,减少冗余数据的传输量。对2种LEACH协议的改进算法的网络生存时间进行了对比仿真,证明该改进算法在延长网络生存期方面的有效性。     

煤矿井下作业人员实时安全状态监测系统设计

井下作业人员安全状态依托计算机无线网络监控系统的开发,主要包括传输协议的选择、数据库程序的调用、数据显示和自动化实现等步骤。通过TD-SCDMA协议实现快速通信传输,还可以传输语音和数据文件,选择TD-SCDMA协议作为无线传感器网络的传输协议。在MATLAB仿真软件的基础上,开发了Java Script程序,实现了无线传感器网络技术的安全监督自动化过程。 最后,以井下人体安全姿态检测为例,利用VC++软件对人体状态监测程序进行了数值模拟实验。 通过软件窗口显示矿井安全异常时得到的人体状态的异常监测曲线,为矿井人员安全和正常工作提供了保障。     

基于镜像法的井下巷道无线损耗模型补偿方法

针对目前煤矿井下无线通信网络存在的通信传输损耗及系统构建方面的问题,以无线传感器网络为硬件平台,设计构建井下无线检测定位系统,并运用镜像法分析巷道截面模型对无线电通信接收信号强度的影响,通过研究推导并结合仿真,找到煤矿井下高频无线电信号功率损耗与传播距离的关系和规律,从而建立了井下巷道无线损耗的补偿模型。     

基于WSN和模糊逻辑的煤矿瓦斯监控系统设计

针对煤矿井下环境的应用需求,运用无线传感网络技术构建了煤矿瓦斯浓度监控系统,提出一种模糊逻辑算法,通过该算法处理采集到的数据,进行自适应报警调整。仿真实验表明,系统能有效地实现数据的多跳传输和预防瓦斯爆炸。     

混合结构矿井应急救援无线Mesh网络及其路由算法

为提高井下应急救援无线Mesh网络的鲁棒性,提出了基于混合网状网结构的组网模式。在该模式下,无线终端参与无线Mesh网络组网,能够在骨干传输网络出现问题时对数据进行路由转发,从而消除了传统基础设施结构应急救援无线Mesh网络中终端通信对骨干传输网络的绝对依赖。此外,针对该模式下Mesh终端能耗较高的问题,进一步提出了一种改进AODV路由策略。该策略在AODV路由协议的基础上增加了节点类型信息与通信状态信息,根据节点类型与通信状态决定路由选择方式,实现了路由选择过程对Mesh终端的识别与避免,从而节约了无线Mesh终端能量。针对该策略的路由性能的仿真结果表明,该策略相比AODV提高了矿井应急救援无线Mesh网络的吞吐性能、传输稳定性与实时性;当骨干路由节点发生故障时,该策略能够快速重建路由,具有较强的路由恢复能力。     

基于单片机技术的煤矿安全监测无线通讯节点设计

在煤矿安全监测系统中,简单、稳定的通讯传输网络是一个重要的组成部分。基于实际需要,结合现场情况,利用无线通讯节点能够通过自组织的方式构成无线传输网络、进行自我组织通信信道的特点,采用单片机技术设计实现无线通讯网络对井下移动设备的监控数据信息进行无线中继传输。经实际验证表明,该通讯节点的应用效果良好,达到了设计要求。     

基于无线传感器网络的煤矿井下人员定位系统的研究与实现

本文首先简要介绍了几种常见的煤矿井下定位系统及其特点,进而对无线传感器网络技术进行概述,并在此基础上提出基于无线传感器网络的井下人员定位系统设计与实现。     

基于WMSN的井下多媒体救援系统网络结构的研究

 网络体系结构直接关系到整个网络性能。如何利用多媒体传感器节点构造功能强大、结构优化、性能优良的多媒体传感器网络,是一个重要的问题。基于WMSN的井下多媒体救援系统的功能是将井下救援情况通过无线传感器网络以多媒体的形式传输至地面救援指挥中心,协助救援决策和指挥。井下是长距离带状空间,传统无线传感器网络结构不能够很好的满足该系统的需求。本文提出三层网络结构,并对其性能进行了分析。