吴 青，张 申，李曙俏，胡 兵，代 琳

(中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心信息与电气工程学院，江苏徐州221008)

0 引言

感知矿山物联网研究中心总体建设的核心目的是保证井下操作人员的安全和感知通信传感网络的稳定［1］。

由于传感器节点既要负责收集监测数据，又要完成数据传输等功能，并且煤矿井下大多为长带状分布的有限空间(传感器节点能量需求大)，所以，为了煤矿井下操作人员的安全，在人不能或不易到达区域(如采空区)布置的传感器节点的电源不能更换，使得传感器节点的能量消耗和生命周期变得尤为重要;因为LEACH协议具有很多优点，如分层次结构、本地数据联合处理和动态选择簇首等，所以，其应用于通信传感网络中较为稳定。因此，煤矿井下的无线传感器网络［2］也采用LEACH协议，但因为煤矿井下网络呈长带状分布(如巷道，采空区等)，信息流一般向一侧流向汇聚节点，假设数据融合量很小，这样数据流就会呈“棒槌”状，越靠近汇聚节点数据量越大，造成“热区”［3］问题，所以，需要对其进行改进。

感知矿山物联网的研究核心逐渐转向了如何使煤矿井下利用改进后的LEACH协议来减少无线传感器节点能耗和提高生命周期以及稳定无线传感网络。

由以上分析可知，单纯的LEACH协议已无法满足煤矿井下更好的作业［4］。为此，本文从防止普通节点加入簇的簇首能量过少、簇首间的单纯单跳方式以及“热区”等问题着手提出一个新的路由协议 LEACH—I(LEACH—improved)来解决煤矿井下能源效率和传感器网络生命周期问题。……