基于礦井的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)MAC協(xié)議的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、我國(guó)是一個(gè)產(chǎn)煤大國(guó)、用煤大國(guó)，與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)采礦安全狀況不容樂(lè)觀。每年發(fā)生的突發(fā)事故和傷亡人數(shù)都不在少數(shù)，煤礦安全也一直是人們和政府關(guān)注的重點(diǎn)。礦井環(huán)境復(fù)雜，地理?xiàng)l件特殊，把具有快速展開(kāi)、自組織、多跳路由、動(dòng)態(tài)拓?fù)涞忍攸c(diǎn)的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)（WSN）用于礦井監(jiān)控和信息傳輸就成為了學(xué)術(shù)界關(guān)注的新熱點(diǎn)。針對(duì)將WSN網(wǎng)絡(luò)用于礦井的問(wèn)題，展開(kāi)的研究已經(jīng)取得一部分成果，但都沒(méi)有將WSN網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)急救災(zāi)通信聯(lián)系起來(lái)。從WSN網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議目前研究

2、成果來(lái)看，這些MAC協(xié)議都不是針對(duì)這種應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)的。針對(duì)這種情況，本文選定以下兩方面研究?jī)?nèi)容：
　　一、構(gòu)建基于Ethernet和WSN的礦井監(jiān)控與應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)。這種礦井監(jiān)控與應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)有兩種工作模式：正常生產(chǎn)時(shí)，以工業(yè)以太網(wǎng)為井下信息傳輸主干網(wǎng)，以無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)為輔助通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)礦井信息可靠傳輸（這里的礦井信息包括環(huán)境參數(shù)的檢測(cè)，井下人員的定位信息，設(shè)備的檢測(cè)）；當(dāng)發(fā)生礦難或有線通信網(wǎng)絡(luò)中斷時(shí)，由帶有兩種接口的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)喚醒

3、WSN網(wǎng)絡(luò)，快速形成Ethernet—WSN—Ethernet體系結(jié)構(gòu)，自動(dòng)構(gòu)建礦井應(yīng)急救援通信系統(tǒng)，優(yōu)先傳送人員定位信息，實(shí)現(xiàn)地面與井下通信，提高救援效率。
　　二、針對(duì)這種特殊應(yīng)用環(huán)境，設(shè)計(jì)一種自適應(yīng)、高效、擴(kuò)展性強(qiáng)的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)MAC層協(xié)議。采取在不同工作模式下，根據(jù)數(shù)據(jù)類(lèi)型動(dòng)態(tài)調(diào)整競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，以實(shí)現(xiàn)兩種工作模式自動(dòng)切換。根據(jù)這種機(jī)制，在正常工作模式下，語(yǔ)音數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)最低；應(yīng)急救災(zāi)工作模式下，語(yǔ)音數(shù)據(jù)最先得到傳遞；采用由 SI