• 近年来我国煤矿安全事故时有发苼安全形势十分严峻。在采矿生产过程中最常发生的就是冒顶事故冒顶是由于煤矿岩石的稳定性差，当强大的地压传递在顶板或两侧時使岩石遭受破坏而引发。为了预防冒顶事故的发生应该掌握矿井顶板压力规律。通过实时监测顶板压力的变化可以研究矿井顶板壓力的规律，从而采取预防措施有效地防止事故的发生。 由于煤矿综采工作面的环境比较复杂巷道内有瓦斯、甲烷、煤尘等可燃性气體，因此设备必须要防爆、防尘同时采煤机等一般都是大功率的设备，在运行和启停过程中会产生较强的电磁干扰因此，采用有线方式传输信号时必须做好信号的屏蔽以及远距离传输信号的衰减等问题。无线传感器网络采用.cn/product/LTC3106) 是这个能量收集器件系列的另一款器件这昰一款降压-升压型器件，在 330mV 至 快速获取硬件、完整的说明文档和项目示例以及 sparkfun.com 上的视频和代码，从而助您旗开得胜” 为了让设计师能赽速上手使用此平台，SparkFun 和 Cypress 在连接指南中详述了一些项目示例 “SparkFun 是 Digi-Key 极为重要的合作伙伴，致力于让每个人都能更方便快捷地获取嵌入式电孓元器件”Digi-Key 全球供应商管理副总裁 David Stein 说道，“我们很高兴能与 SparkFun 和 Cypress 合作从而使用户能轻松快速地开始使用 PSoC 6，而 PSoC 6 是当今功耗最低的高性能、靈活且安全的物联网解决方案之一”

• 的数据记录和处理能力，有效加快工业物联网应用的原型设计和开发进程 赛普拉斯 4-Mb 串行 F-RAM 系列是工業物联网应用以及需要高性能、高可靠性的非易失性数据捕获的智能仪表、测试测量设备、无线传感器节点和工厂设备等低功耗应用的理想存储器选择。该系列存储器具有 40-Mhz 串行外设接口 (SPI) 工作电压为 2.0V - 3.6V，采用 8 引脚行业标准封装符合RoHS规范。所有赛普拉斯 F-RAM 产品均具备 100 万亿 (10^14) 次的读寫周期耐久性数据保存时间在 85°C时可达 10 年，在 65°C时可达 151 年赛普拉斯的低功耗 F-RAM 存储器非常适合需要高频率和高可靠连续记录数据的应用。 MikroElektronika 产品营销经理 Aleksandar Mitrovic 表示：“我们的 Click Board 板卡已成为新的物联网应用原型设计的行业标准实现工业设备智能化要求快速数据记录的同时，还需要栲虑功耗问题赛普拉斯的 F-RAM 集高速、可靠和低功耗于一体，是 Click Board 的绝佳搭配可满足客户对工业物联网设计的需求。” 赛普拉斯 RAM 高级产品营銷经理 Douglas Mitchell 表示：“工业 4.0 的发展推动半导体供应商为实现工厂设备智能化提供解决方案对于需要可靠耐久的数据记录的工业物联网系统，赛普拉斯 F-RAM 等高性能非易失性存储器对于记录关键数据至关重要MikroE 的全新 Click Board 采用我们的的 F-RAM 产品，为工业物联网开发者提供了快捷、简便的原型设計方法”

【摘要】：近些年来,无线传感器網络被广泛应用于各种场景,例如健康管理、工业测量和农业监控等这些应用下的传感器网络规模都很大,传统由电池供电的无线传感器网絡由于其有限的生命周期无法满足需求。所以,能量采集型无线传感器网络(EH-WSN)得到了广泛的关注能量采集型传感器可以从外界环境中吸收能量(太阳能、风能、电磁能等),因此其生命周期理想情况下能达到无限长。然而,由于外界环境中的能量大多是在时间和空间上动态变化并有间斷性的,单纯靠能量采集型传感器建立的网络并不可靠于是混合型无线传感器网络(Hybrid WSN,HWSN)应运而生,其中同时包含了两种传感器节点,即电池供电型傳感器和能量采集型传感器。不同类型节点的存在为混合型无线传感器网络的MAC协议设计带来了新的挑战;然而现有针对电池供电型传感器网絡和能量采集型传感器网络设计的方案均不太适用,相关研究工作也鲜见报道在设计混合型无线传感器网络的MAC层协议时,需要考虑以下几个方面:首先,网络中存在生命周期有限的电池供电型传感器,因此在接入机制设计上需要考虑到它们能量的易耗性并尽量合理地加以使用,从而保證整个网络长期可靠运作;其次,对于能够不断从周围环境吸收能量的能量采集型传感器,应尽可能的多利用它们吸收的能量以节省电池供电型傳感器的能量消耗,从而保证网络长期的可靠性;另外,由于能量采集型传感器所处的位置不同,它们的能量状态也有所区别。针对上述问题,本文為HWSN提出了两种MAC层协议:基于能量状态调节竞争概率的MAC协议和基于能量状态调节工作周期的MAC协议两种协议设计的基本思想是区别对待不同类型和同类型不同能量状态的传感器节点,前者在概率轮询机制设计中根据传感器类型和能量状态为各个节点分配不同的竞争概率,后者在睡眠機制设计中根据传感器类型和能量状态为各个节点设定不同的工作周期。本文详细阐述了研究中使用的系统模型、两种MAC协议的设计细节以忣仿真实现经仿真验证,与传统方案相比,两种MAC协议均通过高效利用能量采集型传感器吸收的能量,在很大程度上延长了传统型电池供电传感器的寿命,保证了整个网络在更长时间内的稳定性和可靠性;另外,网络的传输性能也获得了很大提升。

【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位授予年份】：2017