中文摘要：

本项目针对国民经济对地下矿业资源和能源日益扩大的需求和矿石产量快速增加导致矿难频发的这对矛盾，提出采用一种新型的无线传感器执行器网络用于对矿井下存在的瓦斯和一氧化碳泄露、煤尘、涌水、机电、顶板、通风和坑道局部变形与局部塌方等因素的实时监测与控制。并拟以随机切换系统理论和复杂网络理论为基础，针对无线传感器执行器网络的实时控制和节点间相互协调的需求，按照系统建模、性能分析、控制器设计及控制性能优化的思路研究WSAN中的无线网络拥塞机制、簇单元控制、簇间相互协商策略和上述三个环节的能量优化等理论问题，试图解决在矿井下存在的有线监测方式局限性较大、对有线监测手段难以进入地段和危险地段缺乏有效监测和动态数据采集、仅能进行监测而不能采取实时控制而导致矿难频发的问题，通过WSAN在矿井下的应用，在隐患产生的初期即进行控制和校正，把大部分隐患消除在早期，达到有效减小矿难发生的目的。

结论摘要：

本项目针对地下矿业资源开采过程中矿难频发的问题，拟提出采用一种新型的无线传感器/执行器网络用于对矿井下存在的瓦斯和一氧化碳泄露、煤尘、涌水和局部塌方等因素进行监测，并拟以随机切换系统理论和复杂网络理论为基础，针对无线传感器执行器网络的实时控制和节点间相互协调的需求，按照系统建模、性能分析、控制器设计及控制性能优化的思路研究WSAN 中的无线网络拥塞机制、簇单元控制、簇间相互协商策略和上述三个环节的能量优化等理论问题，为解决在矿井下存在的有线监测方式局限性较大、对有线监测手段难以进入地段和危险地段缺乏有效监测和动态数据采集、仅能进行监测而不能采取实时控制的问题提供一种新的思路和相关理论支撑。