資源描述：
《基于wsn的礦井瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)中繼節(jié)點部署算法研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文基于WSN的礦井瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)中繼節(jié)點部署算法研究RelayNodeDeploymentAlgorithmResearchforCoalMineGasMonitoringSystemBasedonWSN作者：安瑞導(dǎo)師：劉曉文教授中國礦業(yè)大學(xué)二〇一六年六月中圖分類號TP393.2學(xué)校代碼10290UDC密級公開中國礦業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文基于WSN的礦井瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)中繼節(jié)點部署算法研究RelayNodeDeploymentAlgorithmResearchforCoalMineGasMonitorin
2、gSystemBasedonWSN作者安瑞導(dǎo)師劉曉文教授申請學(xué)位工學(xué)碩士培養(yǎng)單位信息與電氣工程學(xué)院學(xué)科專業(yè)信息與通信工程研究方向礦井無線傳輸網(wǎng)絡(luò)答辯委員會主席丁恩杰評閱人二〇一六年六月論文審閱認(rèn)定書研究生安瑞在規(guī)定的學(xué)習(xí)年限內(nèi)，按照研究生培養(yǎng)方案的要求，完成了研究生課程的學(xué)習(xí)，成績合格；在我的指導(dǎo)下完成本學(xué)位論文，經(jīng)審閱，論文中的觀點、數(shù)據(jù)、表述和結(jié)構(gòu)為我所認(rèn)同，論文撰寫格式符合學(xué)校的相關(guān)規(guī)定，同意將本論文作為學(xué)位申請論文送專家評審。導(dǎo)師簽字：年月日致謝韶華易逝，光陰荏苒，三年的碩士研究生生涯在不經(jīng)意間就
3、要結(jié)束，我也將離開已經(jīng)生活了7年的母校，回憶起在礦大的點點滴滴，心中充滿無限感慨。礦大是我人生的轉(zhuǎn)折點，也見證了我這些年來的成長。我永遠(yuǎn)忘不了第一次踏進(jìn)礦大校園時的激動心情，我渴望在這里能學(xué)有所成，也渴望有一天能用自身所學(xué)回報母校、回報社會。在礦大，我度過了人生中最美好的7年時光，我慶幸自己沒有虛度這7年光陰，慶幸自己遇到了許多良師益友。我深深地知道，自己的成長和進(jìn)步離不開你們的教誨和幫助，在這里，我要向你們表達(dá)我最真誠的感謝。首先衷心感謝導(dǎo)師劉曉文教授。我與劉老師結(jié)緣于本科的電路課堂，當(dāng)聽完劉老師的第一
4、堂課，我已經(jīng)被深深的折服了，劉老師總能將晦澀難懂的知識用最精煉的語言清晰的傳達(dá)給我們。雖然大學(xué)的課堂有不少同學(xué)翹課，可是劉老師的課堂總是實際出勤人數(shù)大于應(yīng)出勤人數(shù)，我當(dāng)時在心里立下志向，將來在自己的工作領(lǐng)域一定要做到像劉老師一樣精益求精。讀研之后有幸成為劉老師的學(xué)生讓我感到萬分開心。劉老師不僅是我學(xué)術(shù)上的導(dǎo)師，更是我人生的楷模。在劉老師身上，我學(xué)到了刻苦鉆研的科研精神和一絲不茍的工作態(tài)度，三年求學(xué)，受益匪淺。讀研期間的三年里，特別感謝丁老師為我提供了良好的科研環(huán)境并在我的研究遇到困難時為我答疑解惑，丁老師
5、淵博的專業(yè)知識和豐富的實踐經(jīng)驗將讓我受益終生，丁老師也是我一生學(xué)習(xí)的榜樣。感謝鞠金峰老師和孟磊老師為我提供實踐的機會，讓我能夠?qū)⒗碚撆c實際相結(jié)合，在項目的磨練中提高自己的專業(yè)技能，請允許我在此向您表達(dá)深深的敬意和衷心的感謝。另外還要感謝趙端師兄、王昕師兄、苗曙光師兄和張雷師兄為我提供學(xué)習(xí)上的幫助，是你們的幫助才讓我有了今天的成果。難忘同學(xué)情，感謝研究生三年一路走來的張敏、陳春旭、賀信、楊優(yōu)芳、張靖、李楷、周穎、郎佳敏、呂雅潔同學(xué)，謝謝你們在我遇到困難的時候為我加油鼓氣，我永遠(yuǎn)記得我們一起玩、一起笑、一起鬧
6、的日子，研究生生活因為有了你們才精彩。感謝我的舍友鄭琪、劉云玲、任容同學(xué)，7年舍友的緣分來之不易，我將永遠(yuǎn)珍惜。最后，特別感謝為本論文評閱和答辯工作付出心血的各位專家!摘要礦山物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展推動了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在井下瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用。由于井下環(huán)境特殊，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的短距離通信特點使得一些部署在長巷道中的無線節(jié)點無法直接和位于巷道出口處的網(wǎng)關(guān)節(jié)點進(jìn)行通信。因此，需要在網(wǎng)絡(luò)中部署中繼節(jié)點來轉(zhuǎn)發(fā)傳感器節(jié)點感知到的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸。本文以WSN礦井瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)為背景，重點研究了基于貪婪準(zhǔn)則的中
7、繼節(jié)點部署方案，并提出了改進(jìn)機制。論文分析了礦井瓦斯事故發(fā)生的原因和煤礦巷道環(huán)境特點，為基于WSN的瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)建立了雙層長帶狀網(wǎng)絡(luò)模型。為了使網(wǎng)絡(luò)模型更加貼合實際，采用節(jié)點通信容量、最大子節(jié)點數(shù)目和數(shù)據(jù)最大轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)等限制條件對網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行約束。針對網(wǎng)絡(luò)的長帶狀特點，本文選擇貪婪準(zhǔn)則作為基礎(chǔ)理論，設(shè)計了一種基于長帶狀網(wǎng)絡(luò)的中繼節(jié)點部署算法。算法主要分為部署中繼節(jié)點和連通傳感器節(jié)點兩個階段，首先根據(jù)節(jié)點間距和通信半徑確定中繼節(jié)點的個數(shù)和部署位置，然后分別基于四種貪婪準(zhǔn)則為中繼節(jié)點選擇合適的傳感器節(jié)點接入，接
8、下來通過仿真實驗驗證了基于最近貪婪準(zhǔn)則的中繼節(jié)點部署算法在巷道無線瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)中的適用性。由于基于最近貪婪準(zhǔn)則構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)為單連通網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的可靠性較低,且越靠近網(wǎng)關(guān)節(jié)點的中繼節(jié)點負(fù)載越重，另外算法沒有考慮到網(wǎng)絡(luò)中可能隨時會增加新的傳感器節(jié)點。針對第一個問題，本文提出了一種基于容錯性的負(fù)載均衡機制，核心思想是在網(wǎng)絡(luò)中部署少量的冗余中繼節(jié)點使其優(yōu)先分擔(dān)靠近網(wǎng)關(guān)節(jié)點且實際負(fù)載較大的中繼節(jié)點的負(fù)載；針對第二個問題，本文設(shè)計了一種在
