魏正华， 叶小兰

(1.长沙民政职业技术学院 电子信息工程学院， 湖南 长沙 410000；2.长沙环境保护职业技术学院 环境监测系， 湖南 长沙 410000)

0 引言

随着无线通信技术和物联网技术不断进步，传统的矿井监测系统向矿井感知系统方向发展。矿井感知系统具备实时监控井下工作人员安全、井下环境、矿用生产机电设备运行状态的能力，而煤矿井下高速率数据传输的无线通信系统是实现矿井感知系统的关键，可为井下工作人员定位、灾害预防、视频监控、数字广播救助和采矿设备运行异常检修等提供宽带数据保障[1-2]。

我国矿井无线通信主要有ZigBee、漏泄通信、甚低频通信、WiFi[3]。ZigBee传输速率高，但抗干扰能力弱、传输距离短。漏泄通信传输质量高、频带宽、容量大，但容易受到馈线布线限制导致灵活性不够，且线缆易被损坏。甚低频通信信号穿透力强，但频率太低易受工业电磁干扰，发射天线尺寸过大、设备运行功耗大和传输距离短限制了其应用。WiFi可实现高吞吐速率传输，且能通过AP中继转发技术延长通信距离，但AP中继转发4跳后，数据传输性能急剧下降。上述通信技术在煤矿井下特殊空间及多变工作环境下无法同时满足高吞吐速率、远距离传输、组网灵活、安装部署简单等需求。

近年来，无线Mesh技术在煤矿井下通信中的应用得到关注。无线Mesh网络[4-8]的每个通信节点在网络中地位平等，任意2节点间宽带数据相互传递，具有部署快速和易于安装、非视距传输、自愈能力强、鲁棒性强、结构灵活、带宽高等优点，并可与其他网络协同通信，特别适合在煤矿井下临时多变的移动场合使用。……