美国国防部把定为国防部科学技术个尖端研究领域之。美国陆军提出了灵巧传感器网络通信计划。目标是建设个通用通信基础设施支援前方部署将无人值守式弹药传感器和未来战斗系统所用机器人系统连成网络以便成倍地提高单传感器能力从而提高未来战系统生存能力。美国能源部与美国国家实验室合作共同研究用于地铁车站等场所防范恐怖袭击对策系统。美国英特尔公司发布了基于微型传感器网络新型计算发展规划表明它将致力于微型传感器网络在预防医学环境监测森林灭火乃至海底板块调查行星探查等领域应用。我国对新型片上集成无线传感器研究启动较晚因此在这个领域研究相比与国外程度较低。较早进行无线传感器网络相关研究单位包括哈尔滨工业大学清华大湖南大学复旦大学南京大学国防科技大学东北大学西北工业大学北京理工大学电子科技大学浙江大学中国科技大学北京邮电大学和北京交通大学等院校以及中科院软件所计算所电子所自动化所合肥智能机械所沈阳自动化所近年来更多院校和科研机构加入到无线传感器网络研究工作中来。目前国家计划国家自然科学基金和国家高技术计划都设立专项资助该领域理论方法和关键技术研究。总体而言我国在无线传感器网络方面研究工作还很少。由于无线传感器总论项目概述本项目旨在研制开发套无线瓦斯传感器为用于煤矿安全监控的具有人员定位功能的以固定安装与人员携带移动方式相结合的无线传感器。其中包括无线传感器节点的硬件设计无线传感器网络系统的设计无线传感器系统软件及控制软件的设计。本项目所研制的产品将会对煤炭产业的生产安全威胁降低对煤炭安全生产产生越来越深远的影响。面通过无线传感器网络自定位技术加强对人员位置信息跟踪针对功能不同研制不同种类传感器如协调器节点路由器节点端设备和端设备使得组织方式更灵活自组织使得系统安全性稳定性更强质量指标所有设计文档资料规范齐全便于维护人员与用户使用传感器硬件分析设计遵循国际标准化组织开发标准规范传感器软件系统设计遵循国家软件质量标准和标准规范传感器设计要有足够先进性保证用户使用稳定性与扩展传感器必须有安全策略以保证产品在应用时可以识别所属保证数据安全保密二申报企业情况企业基本情况公司全称通讯地址注册时间注册资金企业登记注册类型有限责任公司企业人员及开发能力论述拥有丰富人才资源目前在公司专业技术人员中具有研究生学历占本科学历占。公司现有员工人大专学历以上人员专职人。公司从事高新技术产品研究开发人员人公司每年软件研发投入平均占企业年销售收入以上研发队伍全部为大学本科以上学历硕士以上学历人员占到研发人员总数。企业法人代表王庆生即为本项目负责人介绍如下。人才培养宗旨之是以人才为核心人才是企业生存与发展根本尊重知识尊重人才直是我公司基本方针。通过该项目实施我公司个主要目标就是培养青年科技创新人才以及项目管理人才对人才培养具体实施包括培养目标争取通过本项目研发与实施培养出两位项目负责人三个项目主要研发人员使他们在今后研发工作中能独当面更好地把理论与实践相结合为实现产学研体化培养更多人才。培养方式根据能力及其所掌握技术将任务分工在完成各自任务基础上继续为其提供研发条件在为项目提供后续改进同时结合项目负责人实时指导方式进行全面培养。步骤及措施在项目负责人带领与指导下先熟悉工作内容在工作过程中加强培训如项目管理风险管理等知识。本项目中承担项目科技攻关人员中大都是岁之间青年科技人员硕士学位占绝大多数且都有着丰富研发经验。主要课题组青年科技人员年龄学历承担任务工作时间和工作量如下表所示姓名年龄专业学位项目中分工工作时间闫伟东计算机应用技术硕士网络设计杨新芳计算机应用技术硕士软件设计张莎莎计算机应用技术硕士网络设计周小青计算机应用技术硕士网络测试刘冠举计算机应用技术硕士软件测试三项目技术可行性和成熟性分析项目技术创新性论述本项目基本原理关键技术内容及创新点。项目原理无线瓦斯传感器研制应用于煤矿安全监控具有人员定位功能以固定安装与人员携带移动方式相结合无限传感器。该项目包括无线传感器节点硬件设计无线传感器节点网络协议栈设计以及传感器系统软件控制软件设计等。其中无线传感器节点是由瓦斯监测传感器控制器单元无线收发单元存储器单元以及供电单元组成。无线传感器节点网络协议栈则是根据在发布基础上经项目小组完善而成协议族完成数据传输。控制器处理程序用程序完成后留在控制器存储器中个功能是对传感传送电子信号进行处理得到煤炭瓦斯监测数据并贮存在寄存器中另个功能是设置传感研发经验。本项目主要承担人闫伟东杨新芳张莎莎等已参与过煤矿瓦斯事故智能预警系统煤矿产量监控系统等项目研发还参与过山西省煤炭瓦斯监测网设计与建设非常了解用户需求这对本项目研发完成后成功推广起到了决定作用。我公司与山西煤炭工业局有长期合作关系现已成功研发系列煤矿应用软件产品有煤矿瓦斯事故智能预警系统煤矿产量远程监控系统企业具有知识产权。而且现已推广使用得到了煤矿管理部门和煤矿使用者好评这就为无线瓦斯传感器研制奠定了良好技术基础。其次我公司也积累丰富研发经验。现在深入调研了煤炭产业对瓦斯监控技术需求基础上制定了初步研究路线对技术难点制定了详细攻关计划。实施方案我们将成立个项目实施小组该小组主要负责整个项目设计实施以及测试同时完成相关文档。具体强调以下几点从严进行整个项目组织与管理制定详细项目实施细则完善文档编制阶段性对设计过程进行总结对进度进行管理在严格内部测试基础上选择协作单位进行实际测试以最大限度地保证产品可靠性。计划进度安排项目调研年月年月传感器节点硬件设计年月年月无线传感器软件系统设计年月年月传感器节点网络系统设计年月年月实验室测试年月年月矿上小规模测试年月年月矿上大规模测试年月年月推广六投资预算与资金筹措投资预算与资金筹措情况项目总资金预算万元公司自筹万元请市科学技术局资助万元。科技三项资金使用计划设备费万元能源材料费万元试验外协费万元人员费万元会议费万元差旅费万元其它相关费万元只可工作数小时技术使用节号干电池可支持个节点工作个月甚至更长。这是突出优势。无线通信协议物理层研究在实际环境频繁变化和节点密集时低功耗通信复杂行为特征。层避免冲突信道分配和调度机制节省能耗分布式协议研究路由层高效鲁棒拓扑形成和控制协议自适应网络覆盖算法低功耗实时自组织信息传输路径建立机制面向数据传感网通信模式。根据上述各项要求在综合了各可探知数据区域传感器单元数模转换电源模块控制器单元无线收发单元个无线网络协议基础上计划采用由发布标准经项目小组完善而成协议族完成数据传输。数据聚合技术节点冗余造成数据冗余。传感器节点在收集和转发数据过程中可以根据数据特点和查询要求进行数据聚合去除冗余信息融合相关数据挖掘高层知识。自定位技术传感器节点所采集数据必须和位置相关对用户才有意义。总论项目概述本项目旨在研制开发套无线瓦斯传感器为用于煤矿安全监控具有人员定位功能以固定安装与人员携带移动方式相结合无线传感器。其中包括无线传感器节点硬件设计无线传感器网络系统设计无线传感器系统软件及控制软件设计。本项目所研制产品将会对煤炭产业生产安全威胁降低对煤炭安全生产产生越来越深远影响。项目社会经济意义目前进展情况。项目社会经济意义安全生产是社会进步和人类发展重要保证。尽管世纪科学技术发展已经为未来进步构筑了坚实平台新采矿方法和技术将不断被采用采矿业将向智能化景因此在前阶段调研基础上下步将进行传感器硬件设计网络协议设计开发以及片上应用程序开发等关键技术攻关。拥有丰富人才资源参与该项目研发人系统等标准为煤矿安全监控产品研制打下了较好技术基础。综上所述研制以人为本采集各种安全生产实时数据以危险因素分析事故预防抢险救灾为主要目标数字化智能化煤矿安全监控产品是形势所需市场所求。项目成熟性和可靠性论述目前项目已经过初期调研和可行性分析致认定该项目切实可行且具有非常好市场推广前景因此在前阶段调研基础上下步将进行传感器硬件设计网络协议设计开发以及片上应用程序开发等关键技术攻关。拥有丰富人才资源参与该项目研发人员全部为大学本科以上学历具有很强研发能力为本项目开发提供了高可靠性。四项目主要研究方案和工艺路线主要研究方案无线传感器节点硬件设计思路为采集煤矿瓦斯温湿度等安全信息传感器元件处理器单元使用单片机配合使用操作系统无线收发单元采用芯片。该项目包括无线传感器节点硬件设计无线传感器节点网络协议栈设计以及传感器系统软件控制软件设计。其中无线传感器节点是由瓦斯监测传感器控制器单元无线收发单元存储器单元以及供电单元组成。无线传感器节点网络协议栈则是根据在发布基础上经项目小组完善而成协议族完成数据传输。控制器处理程序用程序完成后留在控制器存储器中个功能是对传感传送电子信号进行处理得到煤炭瓦斯监测数据并贮存在寄存器中另个功能是设置传感器参数如传感器编号用于识别矿井。主要工艺路线硬件设计无线节点部件设计按功能强弱分类有种分别为协调器节点路由器节点端设备和端设备。节点功能越强相应功耗也就越大。网络中采用不同功能节点合理分配方面有利于兼顾网络对低功耗和高性能要求另外也为节点设计固定安装与人员携带移动方式相结合提供便利。协调器节点主要负责网络建立维护和监测数据汇聚并作为接入点与有线骨干网相连在无线传感器网络中只有个功耗最大路由器负责网络扩展和数据路由功耗次之种端设备负责数据采集和发送功耗最小。相比于端设备端设备还具有简单路由功能增加了数据传输灵活性功耗相对较大。该网络中除端设备外节点间若能彼此收到对方无线信号就可以进行直接通信不需其他节点转发这种终端设备最适合于人员携带移动方式进行。数据在多个方向上以多跳方式灵活传输当节点位置变化或个别节点失效时对信息传递影响很小提高了信息传输可靠性。新设备通过与网络中协调器或路由器连接方式加入网络此时该设备成为相应协调器或路由器子节点而相应协调器或路由器成为其父节点父节点和相应子节点间可直接通信。因此端设备只能成为子节点协调器只能成为父节点网络中只有个协调器而路由器则可能是父节点或子节点也可能二者兼是由具体路由机制确定。因此在矿井中提前布置端设备使用协调器路由器搭建网络形成固定安装部分。就已经可以实现采集存储转发煤矿安全相关数据。而当矿井继续深入还有在坑些基本安全机制如机密性消息认证消息