XXXX 大 学 工 程 硕 士 学 位 论 文
阶段5 评价指标处理
根据阶段4得到评价指标bi后，需要对其进行处理，以便得到最优的评价结果，处理方式有：采用等级参数评价法和采用最大隶属度法。前者利用等级模糊子集的信息，评价结果更接近实际；后者是取max(bi)对应的vi为评价结果，文中采用该处理方法。
3.4本章小结
本章主要研究数据挖掘技术在煤矿井下环境监测中的应用。由于煤矿井下开采环境相对复杂，监测环境参数有相互关系，给出数据挖掘中的模糊聚类和模糊评价技术，应用到井下环境监测中，对井下环境监测区域的危险等级的划分。
第四章 系统的体系结构与关键模块
基于物联网的煤矿井下环境监测系统主要完成对井下环境参数的监测和实现井下工作人员的定位跟踪，将收集的信息数据存储并上传到监控中心，为煤矿企业的安全生产、管理者制定科学决策提供有效依据。系统依赖无线传感网络，根据模块化思想，本章首先对系统的体系结构进行分析设计，接着进行系统关键模块的整体设计，主要有：GIS模块实现井下工作人员的定位跟踪和环境参数的监测与报警；SMS短信模块实现短信方式告知管理者环境信息；通信模块实现数据的交互；环境预报模块实现井下环境监测区域的危险等级划分，并进行趋势预测。
4.1 系统的体系结构
煤矿井下开采环境十分复杂，基于物联网的煤矿井下环境监测系统的设计时，需要结合井下实际开采环境。煤矿井下的地形多样化，通常煤矿井下区域
XXXX 大 学 工 程 硕 士 学 位 论 文
可以分为开采区、巷道区和采空区等。其中主巷道和支巷道构成巷道区，煤矿开采区域一般都分布在主巷道和部分支巷道区域，这些区域由于地形比较宽阔，形状规则，通常易于布置有限光纤骨干网的有线监测系统，相对于地形不规则、狭窄的部分支巷道、开采区域，就会个布置有线检测系统带来一定的难度。综上所述，在进行系统设计时，需要综合考虑如下方面：首先井下网络需要全覆盖，并且能够实时获取井下全区域环境参数和井下工作人员的位置跟踪信息，以便实时监测。其次，井下现有的有线基础设施需要充分利用，无线传感网络收集的数据信息经现有网络进行传输和处理；采用高效的能量利用率，进行网络节点的部署，保证网络的正常工作；在不需人工干预的条件下，网络应该具有自组网、扩展方便等特点，一出现新的开采点网络随之进行跟进，减少由于新的开采区域带来的监测盲区监测； 最后，针对井下环境巷道错综复杂，条件差的特点，为保障网络的健康运行，无线传感器网络要具有较强的容错性和鲁棒性。
针对上述功能需求，结合煤矿井下实际环境，以无线传感网络为支撑，采用物联网技术，设计基于物联网的煤矿井下环境监测系统的体系结构[53]，如图4-1所示。井下环境监测系统由三层体系结构组成，分别为：地面监控中心、骨干网络和无线传感网络，三层体系结构与物联网的三层体系结构(应用层、网络层和感知层)一一对应。通过设置的各种传感器节点，由基于ZigBee技术无线传感网络为感知层，采集煤矿井下环境参数信息，并通过井下工作人员携带的移动节点与位置路由进行计算自身井下的位置信息，传送给汇聚节点。网络层的骨干网为有线光纤，无线传感网络的信息传送方式，即无线网络与地面监控中心的信息交互分为有线或无线接入两种。监控中心为应用层，由中央处理器和数据库服务器组成，负责对井下环境监测数据的存储、处理、显示、预警等，可以向井下发送控制命令，实现对无线传感网络的有效监管。监控中心连接互联网，使得煤矿企业管理人员只要能连互联网，就可以实现远程对煤矿井下环境的实时有效监控，确保煤矿企业安全生产。
XXXX 大 学 工 程 硕 士 学 位 论 文
环境监测中心 Internet用户终端监控中心交换机井上井下交换机通信网络光纤骨干网网关 WSN WSN 网关 WSN WSN无线传感网络图4-1井下环境监测系统的体系结构
基于物联网的煤矿井下环境监测系统运行过程中，井下的各种传感器设备会定时或不定时发送环境参数、井下员工定位轨迹等信息，无线传感器