井下巷道WSN節(jié)點覆蓋模型及算法研究.pdf

1、保障井下人員和車輛等財產的安全是井下安全生產的關鍵問題,而井下地質復雜,結構縱橫交錯,安全事故時有發(fā)生,有線傳感器網絡無法完全滿足安全生產的要求,而無線傳感器網絡因其成本低廉、體積小巧、部署靈活的特點被運用其中。井下的無線傳感器網絡系統(tǒng)的建立關鍵在于傳感器節(jié)點的部署,其它應用場景的節(jié)點部署方式已經不適用于井下環(huán)境。因此如何在井下部署傳感器節(jié)點以及如何管理這些不同種類的傳感器網絡是安全生產的重要技術手段。
　　本文在分析井下巷道的狹

2、長空間環(huán)境的基礎上,運用其空間特性,使得相鄰節(jié)點之間的部署距離靈活多變,降低其受固定的巷道寬度的影響程度,大大的減少了完全覆蓋時所需傳感器節(jié)點的數量和網絡冗余,進而降低了整個網絡的成本開支。再結合電磁環(huán)境選擇了適合井下應用的傳感器節(jié)點感知模型以及無線信號最適合于此環(huán)境的傳播損耗模型,最后利用數學幾何的方式給出了一種基于等腰三角形的節(jié)點覆蓋模型。經仿真實驗,模型較正多邊形的覆蓋模型來說能有效地減少節(jié)點部署的數量,降低節(jié)點冗余。
　　

3、為解決巷道中多環(huán)境量信息采集的需要和時時覆蓋的質量保障,在等腰三角形節(jié)點覆蓋模型的基礎上,采用一種等分交替休眠的覆蓋策略,以主巷道中的sink節(jié)點發(fā)起對子巷道中的傳感器節(jié)點的休眠調度,使得多種不同的傳感器類型節(jié)點覆蓋之間能夠無縫切換,從而達到異構無線傳感器網絡的協同覆蓋,獨立監(jiān)測環(huán)境量的目的。經分析,其協同工作時的網絡時延交常規(guī)覆蓋算法少,且性能更優(yōu)。
　　在三次覆蓋要求下,本文的等腰三角形與正多邊形節(jié)點覆蓋模型相比,其節(jié)點冗余為