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基于WSN的井下环境信息监测研究的任务书
任务书
一、任务描述
随着煤矿生产规模和深度的不断增加，煤矿工作面井下环境变得异常复杂和危险。为了确保矿工的安全和生产的顺利进行，需要对井下环境的温度、湿度、气体浓度等参数进行实时监测和预警。无线传感器网络(WirelessSensorNetwork,WSN)作为一种新兴的监测技术，具有自组织、自修复、低功耗等特点，因此在煤矿井下环境监测中应用前景广阔。
本研究旨在设计一种基于WSN的煤矿井下环境监测系统，实现井下环境温度、湿度、氧气浓度、甲烷浓度等参数的实时监测和预警功能，为煤矿生产提供安全保障。
二、研究内容
1.研究煤矿井下环境监测的原理和方法，了解目前国内外煤矿井下环境监测的现状和应用情况。
2.设计基于WSN的煤矿井下环境监测系统，包括传感器节点、数据收集节点、数据处理节点和用户终端等组成部分。要考虑到井下环境的复杂性和工业特点，选择适合井下环境的传感器，设计无线传感器网络通信协议，实现数据的实时采集和传输。同时，为了保障数据的可靠性和安全性，要设计相应的数据传输策略和加密算法。
3.开展环境参数的测试和分析，获得井下环境的实时数据。利用算法对数据进行处理和分析，实现对井下环境的实时监测和预警功能。
4.对系统的稳定性和可靠性进行测试和验证，优化系统设计和算法功能，提高系统的效率和安全性。
三、研究成果
1.设计了基于WSN的煤矿井下环境监测系统，实现对井下环境温度、湿度、氧气浓度、甲烷浓度等参数的实时监测和预警功能。
2.分析了环境参数的测试数据，对井下环境的温度、湿度、氧气浓度、甲烷浓度等参数进行分析，提出改进措施，保障矿工安全。
3.完成了系统的测试和验证工作，优化了系统的性能和功能，提高了系统的效率和安全性。
四、研究要求
1.着重研究以甲烷浓度和温度这两个参数的监测为核心问题，分析井下环境中甲烷的产生、聚集、扩散过程，探索如何进行实时监测与预警。
2.考虑传感器在煤矿井下环境的适用性，同时要考虑到成本和可行性，选择适合的传感器和通信模块，保证系统的功能和安全性。
3.在数据传输与数据处理方面要注意隐私保护和数据加密，保证数据的安全性，同时提高系统的可靠性和稳定性。
4.在煤矿应用前需要对煤矿现有环境进行考察和分析工作，保障系统可靠性和适用性。
五、研究进度计划
任务内容|时间节点
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煤矿井下环境监测方法的研究|1-2周
WSN技术和相关传感器模块的调研|2-3周
煤矿井下环境监测系统的设计与开发|3-8周
数据采集和算法开发|8-11周
数据处理与系统优化|11-13周
系统的测试和验证|13-14周
撰写研究报告和论文|14-15周
六、参考文献
[1]刘晓明,李国强.煤矿井下环境监测技术研究综述[J].煤炭技术,2006,25(9):28-31.
[2]陈福明,程玮杰.无线传感器网络技术在煤矿应用的研究进展[J].中国煤炭,2016(S2):165-168.
[3]高海涛,周治平.基于无线传感器网络的煤矿井下环境监测系统研究[J].计算机科学,2015,42(11):147-150.