基于无线传感器网络的井下监测系统路由协议研究

摘要：针对煤矿巷道线型的特殊应用场景，以及井下监测系统的网络要求，汲取现有无线传感器网络路由协议的优点，提出了一种适合于井下无线传感器网络监测系统的路由协议LEACH-laneway。结合非均匀分簇簇长度的概念，对簇的结构、簇首选择、簇的建立及数据传输等进行论述和分析。比较LEACH- laneway 和经典LEACH 算法的仿真，说明其能有效延长网络生命周期。并通过改变L0 和c 的取值，优化网络中节点的能量消耗，延长网络的存活时间。
 

关键词：无线传感器网络；井下监测；路由协议；簇长度；LEACH- laneway

0 引言
煤矿井下环境恶劣，容易发生各种危险，为了保证煤矿的安全生产，需要适时监测了解煤矿井下的各种情况，包括温度、压力、瓦斯、风速、距离等。一些文章[1-2]设计了基于无线传感器网络的井下环境监测系统，但基本都以传感器节点的设计为主，很少会对网络节点的部署及路由作详细分析。在无线传感器网络中，良好的路由协议不仅可以大大延长网络的生存周期，还可以保证节点数据的正确传输。由于井下巷道，综采工作面都是狭长型的，所以用于井下监测的传感器节点的布置也呈现带状分布。因此，本文针对井下的特殊应用环境，在分析已有的无线传感器网络路由协议的基础上，提出了一种适用于井下无线传感器网络监测系统的路由协议。

4 结论
本文针对井下巷道的特殊应用场景，在分析前人提出的优秀无线传感器网络路由协议的基础上，设计了适合于井下无线传感器网络监测系统的路由协议，并针对巷道模型提出非均匀分簇簇长度的概念。通过仿真分析，得出了LEACH-laneway 路由协议应用于巷道监测系统能有效提高网络的生命周期，并通过优化簇长度的参数，优化网络的存活时间。
 

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