基于EZMac協(xié)議的煤礦工作面環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于EZMac協(xié)議的煤礦工作面環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于EZMac協(xié)議的煤礦工作面環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要:隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，煤礦工作面環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究和應(yīng)用越來越受到關(guān)注。本文以EZMac（EZ-MediumAccessControl）協(xié)議為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了一種煤礦工作面環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)煤礦工作面的溫度、濕度、氣體濃度等參數(shù)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心進(jìn)行分析和處理。同時(shí)，該系統(tǒng)還具備自動(dòng)報(bào)警和遠(yuǎn)程控制的功能，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理礦井環(huán)境中的異常情況，提高礦工的安全性。關(guān)鍵詞:煤礦,環(huán)境監(jiān)測(cè),無線傳感器網(wǎng)絡(luò),EZMac協(xié)議,數(shù)據(jù)中心1.引言煤礦是我國的重要能源產(chǎn)業(yè)，然而，由于煤礦工作面環(huán)境復(fù)雜惡劣，礦井事故頻發(fā)，礦工的生產(chǎn)和生活安全受到很大威脅。因此，煤礦工作面環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究和應(yīng)用對(duì)于提高礦工的安全性具有重要意義。2.系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)本文設(shè)計(jì)的煤礦工作面環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。系統(tǒng)包括傳感器節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)中心三個(gè)層次。傳感器節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)采集煤礦工作面的溫度、濕度、氣體濃度等參數(shù)，并將數(shù)據(jù)傳輸給中繼節(jié)點(diǎn)。中繼節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)將傳感器節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行中繼傳輸，最終傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心進(jìn)行分析和處理。3.無線傳感器節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)傳感器節(jié)點(diǎn)是煤礦工作面環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)。在本文中，我們選擇了EZMac協(xié)議作為傳感器節(jié)點(diǎn)的通信協(xié)議。EZMac協(xié)議基于低功耗無線通信技術(shù)，具有傳輸距離長、能耗低、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。4.中繼節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)中繼節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)接收傳感器節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行中繼傳輸。在本文中，我們使用了多跳中繼技術(shù)，即中繼節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸通過多個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行中轉(zhuǎn)，以擴(kuò)大傳輸距離和提高傳輸可靠性。5.數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中心是對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理的地方。在本文中，我們采用了云計(jì)算技術(shù)，將數(shù)據(jù)中心部署在云服務(wù)器上，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析和存儲(chǔ)。6.系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)本文設(shè)計(jì)的煤礦工作面環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具備自動(dòng)報(bào)警和遠(yuǎn)程控制的功能。當(dāng)煤礦工作面環(huán)境參數(shù)超過安全范圍時(shí)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒相關(guān)人員及時(shí)采取措施。同時(shí)，系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能，通過遠(yuǎn)程終端設(shè)備可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和控制。7.結(jié)論本文設(shè)計(jì)了一種基于EZMac協(xié)議的煤礦工作面環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)煤礦工作面的溫度、濕度、氣體濃度等參數(shù)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心進(jìn)行分析和處理。該系統(tǒng)具備自動(dòng)報(bào)警和遠(yuǎn)程控制的功能，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理礦井環(huán)境中的異常情況，提高礦工的安全性。本文的設(shè)計(jì)為煤礦工作面環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究和應(yīng)用提供了一種新的思路和方法。參考文獻(xiàn)：[1]A.Perrig,R.Szewczyk,V.Wen,D.Culler,andJ.D.Tygar.SPINS:SecurityProtocolsforSensorNetworks.WirelessNetworks,8(5):521-534,2002.[2]M.Ye,C.Li,G.Chen,andJ.Wu.EECS:AnEnergyEfficientClusteringSchemeinWirelessSensorNetworks.Proceedingsofthe24thINFOCOM,1976-1984,March2005.[3]Y.Li,Q.Xie,W.Wei,andY.Zheng.FuzzybasedEnergy-BalanceClusteringRoutingAlgorithmforWirelessSensorNetworks.JournalofSoftware,17(4):808-818,2006.[4]O.Chipara,C.Tavoularis,andC.Lu.Flora:ANewFamilyofLinkAdaptationAlgorithmsforSupportingC