【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重新生成。因此節(jié)點(diǎn)的可擴(kuò)展性體現(xiàn)了這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的健壯性。與以太網(wǎng)相比較，無(wú)線網(wǎng)因其自身的低成本特點(diǎn)，故障率是大于以太網(wǎng)的；再加上以太網(wǎng)在系統(tǒng)崩潰之后還可以通過(guò)重啟來(lái)恢復(fù)，而無(wú)線網(wǎng)絡(luò)只能通過(guò)自身的網(wǎng)絡(luò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)了。針對(duì)此特點(diǎn)，我們計(jì)劃采用定期查詢策略，更新網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)路由表，另外增加系統(tǒng)冗余來(lái)實(shí)現(xiàn)。6）網(wǎng)絡(luò)的快速收斂性鑒于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)較之以太網(wǎng)故障率大的特點(diǎn)，在設(shè)置節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議時(shí)，如何在某個(gè)節(jié)點(diǎn)失效之后，迅速進(jìn)行調(diào)整，做出反應(yīng)，使得網(wǎng)絡(luò)傳輸不中斷，這就必須對(duì)其進(jìn)行快速收斂功能的強(qiáng)調(diào)。7）覆蓋控制技術(shù)對(duì)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中存在的冗余節(jié)點(diǎn)，如何利用節(jié)點(diǎn)的冗余特性進(jìn)行休眠調(diào)度，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間，是一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容。覆蓋控制技術(shù)通過(guò)節(jié)點(diǎn)調(diào)度等手段，在不影響網(wǎng)絡(luò)覆蓋性和連通性的前提下，控制網(wǎng)絡(luò)中活躍節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，使冗余節(jié)點(diǎn)交替工作，從而達(dá)到延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間的目的。8）網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)需要實(shí)現(xiàn)一些基本的安全機(jī)制：如機(jī)密性、消息認(rèn)證、消息完整性鑒別、認(rèn)證廣播和安全管理等。雖然在安全研究方面，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)并沒(méi)有引入太多新的內(nèi)容，但是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)決定了它的安全與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的安全在研究方法和實(shí)現(xiàn)手段上存在明顯的區(qū)別。創(chuàng)新點(diǎn)： 1）研制可綜合使用的固定安裝傳感器和人員攜帶移動(dòng)傳感器，使得偵測(cè)范圍更廣，數(shù)據(jù)更全面；2）原有煤礦安全檢測(cè)技術(shù)沒(méi)有自定位功能，而人員定位系統(tǒng)也沒(méi)有加上瓦斯監(jiān)控單元，使得監(jiān)控與定位兩張皮，在此使用自定位技術(shù)加強(qiáng)對(duì)位置信息的跟蹤；3）節(jié)點(diǎn)按功能分別研制，包括協(xié)調(diào)器、路由器、FFD端設(shè)備和RFD端設(shè)備4種；4）在使用了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)之后，由其自組織的特性使得系統(tǒng)安全性更強(qiáng)，更加穩(wěn)定；5）利用了ZigBee新技術(shù)之后，使原來(lái)藍(lán)牙，WiFi等能耗過(guò)大的問(wèn)題得到了解決；6）目前，使用ZigBee技術(shù)對(duì)煤礦的瓦斯監(jiān)控尚處于研究階段，本公司申請(qǐng)產(chǎn)品的研制與開(kāi)發(fā)。（2）項(xiàng)目的技術(shù)來(lái)源 “ZigBee無(wú)線瓦斯傳感器的研制”屬企業(yè)自主開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，開(kāi)發(fā)完成后具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。（3）本項(xiàng)目國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、存在的主要問(wèn)題及近期發(fā)展趨勢(shì)。從21世紀(jì)開(kāi)始，以無(wú)線方式傳輸?shù)钠霞蓚鞲衅骷夹g(shù)便引起了學(xué)術(shù)界、軍界和工業(yè)界的極大關(guān)注，美國(guó)和歐洲相繼啟動(dòng)了許多關(guān)于無(wú)限傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究計(jì)劃。特別是美國(guó)通過(guò)國(guó)家自然基金委、國(guó)防部等多種渠道投入巨資支持傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究。美國(guó)國(guó)防部把Smart Sensor Web(SSW)定為國(guó)防部科學(xué)技術(shù)5個(gè)尖端研究領(lǐng)域之一。美國(guó)陸軍提出了“靈巧傳感器網(wǎng)絡(luò)通信”計(jì)劃。目標(biāo)是建設(shè)一個(gè)通用通信基礎(chǔ)設(shè)施，支援前方部署，將無(wú)人值守式彈藥、傳感器和未來(lái)戰(zhàn)斗系統(tǒng)所用的機(jī)器人系統(tǒng)連成網(wǎng)絡(luò)，以便成倍地提高單一傳感器的能力，從而提高未來(lái)戰(zhàn)系統(tǒng)的生存能力。美國(guó)能源部與美國(guó)Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室合作，共同研究用于地鐵、車站等場(chǎng)所的防范恐怖襲擊的對(duì)策系統(tǒng)。美國(guó)英特爾公司發(fā)布了“基于微型傳感器網(wǎng)絡(luò)的新型計(jì)算發(fā)展規(guī)劃”，表明它將致力于微型傳感器網(wǎng)絡(luò)在預(yù)防醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、森林滅火乃至海底板塊調(diào)查、行星探查等領(lǐng)域的應(yīng)用。我國(guó)對(duì)新型片上集成無(wú)線傳感器的研究啟動(dòng)較晚，因此在這個(gè)領(lǐng)域的研究相比與國(guó)外的程度較低。較早進(jìn)行無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)研究的單位包括哈爾濱工業(yè)大學(xué)、清華大、湖南大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、南京大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)、東北大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、北京理工大學(xué)、電子科技大學(xué)、浙江大學(xué)、中國(guó)科技大學(xué)、北京郵電大學(xué)和北京交通大學(xué)等院校，以及中科院軟件所、計(jì)算所、電子所、自動(dòng)化所、合肥智能機(jī)械所、沈陽(yáng)自動(dòng)化所近年來(lái)，更多院校和科研機(jī)構(gòu)加入到無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究工作中來(lái)。目前，國(guó)家973計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金和國(guó)家863高技術(shù)計(jì)劃都設(shè)立專項(xiàng)資助該領(lǐng)域的理論、方法和關(guān)鍵技術(shù)研究?？傮w而言，我國(guó)在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)方面的研究工作還很少。由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一門新興技術(shù)，國(guó)內(nèi)與國(guó)際水平的差距并不很大，及時(shí)開(kāi)展這項(xiàng)對(duì)人類未來(lái)生活影響深遠(yuǎn)的前沿科技的研究，對(duì)整個(gè)國(guó)家、社會(huì)及經(jīng)濟(jì)將有重大的戰(zhàn)略意義。目前煤礦監(jiān)控系統(tǒng)多為有線形式, 實(shí)現(xiàn)對(duì)全礦井環(huán)境參數(shù)的無(wú)線監(jiān)測(cè)還具有一定的局限性, 不可避免地留下大量的安全隱患。當(dāng)煤礦地面監(jiān)管中心的測(cè)控主機(jī)距離礦井很遠(yuǎn), 井上部分總線鋪設(shè)的距離會(huì)很大, 硬件投入成本、運(yùn)行成本和維護(hù)成本都會(huì)很高。如果井下傳感器的分布比較分散, 適合多條總線從不同出口上傳到地面, 再由這些位置連接到煤礦相關(guān)部門服務(wù)器上時(shí), 布線量就會(huì)成倍增加, 各類成本也會(huì)成倍增加。有一些采取無(wú)線方式的，使用人員手持式瓦斯監(jiān)控器，這種方式可以讓地下作業(yè)的人員實(shí)時(shí)地測(cè)量瓦斯?jié)舛?，井上卻無(wú)法獲取該數(shù)據(jù)， 無(wú)法達(dá)到完全控制安全隱患的程度。綜合研制固定安裝傳感器和人員攜帶移動(dòng)傳感器以及將無(wú)線傳感器定位技術(shù)與瓦斯監(jiān)控技術(shù)相結(jié)合在國(guó)內(nèi)外并不見(jiàn)報(bào)道，在山西省目前還沒(méi)有此項(xiàng)技術(shù)，我公司根據(jù)目前市場(chǎng)的需要，結(jié)合公司現(xiàn)有的技術(shù)已經(jīng)著手此技術(shù)的研究。項(xiàng)目提出背景、意義及必要性（1）項(xiàng)目技術(shù)攻關(guān)的必要性開(kāi)發(fā)一套用于煤礦安全監(jiān)控的，具有人員定位功能的，以固定安裝與人員攜帶移動(dòng)方式相結(jié)合的無(wú)線傳感器，是由其社會(huì)及經(jīng)濟(jì)需求所決定的。安全生產(chǎn)是社會(huì)進(jìn)步和人類發(fā)展的重要保證。盡管20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)為未來(lái)的進(jìn)步構(gòu)筑了堅(jiān)實(shí)的平臺(tái),新的采礦方法和技術(shù)將不斷被采用、采礦業(yè)將向智能化和無(wú)人化的方向發(fā)展。但是,目前傳統(tǒng)的采礦方法依然占據(jù)著主導(dǎo)地位,是其他采礦方法在短時(shí)