1. 本选题研究的目的及意义
随着煤炭资源的不断开采，矿井开采深度和范围不断增大，井下环境也变得越来越复杂，瓦斯爆炸、透水事故、顶板坍塌等安全事故时有发生，严重威胁着井下工作人员的生命安全和财产安全。
传统的井下安全监测系统通常采用有线方式进行数据传输，存在着布线困难、维护成本高、易受井下环境影响等问题，难以满足现代化矿井安全生产的需求。
因此，研究和开发一种可靠、高效、实用的井下安全监测系统，对于保障井下人员的生命安全，提高煤矿生产效率，具有十分重要的意义。
2. 本选题国内外研究状况综述
近年来，随着物联网、无线通信、传感器等技术的快速发展，无线传感网络(WirelessSensorNetwork，WSN)技术在煤矿安全监测领域得到了越来越广泛的应用。
1. 国内研究现状
我国学者在无线传感网络应用于井下安全监测方面开展了大量研究工作，并取得了一定的成果。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本课题主要研究内容包括以下几个方面：1.井下安全监测需求分析为了保障井下人员安全和矿井安全生产，需要对井下环境参数进行实时监测，包括瓦斯浓度、温度、湿度、风速、粉尘浓度、一氧化碳浓度等。
2.无线传感器节点设计设计采用低功耗微处理器和传感器模块，实现数据的采集、处理和无线传输。
节点设计需要考虑井下环境的特殊性，例如防爆、防水、防尘、抗干扰等。
4. 研究的方法与步骤
本课题的研究方法和步骤如下：1.文献调研阶段：查阅国内外相关文献，了解井下安全监测技术现状、无线传感网络技术发展趋势以及相关理论基础，为课题研究提供理论支撑。
2.需求分析阶段：对井下安全监测需求进行深入分析，明确系统的设计目标、功能需求和性能指标，为系统设计提供依据。
3.方案设计阶段：根据需求分析结果，设计系统的总体架构、网络拓扑结构、节点功能模块、数据传输协议等，并进行方案的比较和优化，选择最优方案。
5. 研究的创新点
本课题预期实现的创新点主要集中在以下几个方面：1.自适应低功耗传感器节点设计：针对井下环境能量受限的特点，设计一种自适应低功耗传感器节点，该节点能够根据环境和数据传输状态动态调整工作模式，以降低节点功耗，延长网络寿命。
2.可靠的井下无线通信协议：针对井下环境信号衰减严重、干扰因素多等特点，研究基于现有无线通信技术的改进方案，提高数据传输的可靠性和实时性。
3.智能化数据分析与预警：结合数据挖掘和机器学习等技术，对采集到的数据进行深度分析，识别潜在的安全隐患，并实现智能化预警，为井下安全生产提供决策支持。
6. 计划与进度安排
第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲
第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文
7. 参考文献（20个中文5个英文）
[1] 王东, 刘建功, 张毅, 等. 基于无线传感器网络的煤矿井下环境监测系统设计[J]. 传感器与微系统, 2018, 37(12): 131-134.
[2] 李刚, 孟祥瑞, 郝雨. 基于无线传感器网络的煤矿井下人员定位系统设计[J]. 工矿自动化, 2019, 45(01): 55-60.
[3] 张强, 张伟, 李世荣, 等. 基于无线传感器网络的矿井安全监测系统研究[J]. 煤炭科学技术, 2017, 45(12): 173-178.
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