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在矿井中构建一种不依赖于骨干网的无线通信系统，是解决矿井安全监测监控问题的有效方法。即使在塌方、冒顶、火灾甚至爆炸的时候，这种无线通信系统依然能发挥作用。随着无线传感器网络的发展，这种系统成为可能。但是矿井由于其自然条件恶劣，环境特殊，普通的无线传感器网络的一些特点和现有成果并不适用于矿井条件。因此，需要为矿井无线传感器网络构建一套新的体系。
文中首先分析了矿井无线通信的特点，总结无线传感器网络在矿山中的三种应用模式，然后建立了无线传感网络电波传播模型和能量消耗模型。接着，结合矿井巷道的实际特点，设计了适合矿井无线传感网络组网的拓扑结构，并分析了适合井下无线传感器网络的路由算法。
针对矿井无线通信需要保证数据传送的服务质量问题，提出了基于服务质量的无线传感器网络路由算法。该算法中利用SOM神经网络实现了对QoS的汇聚，并将聚类结果应用到传感器网络最短路径求解算法中，从而在路由数据时保证了服务质量，解决了在WSN中满足QoS的路由问题。
为了分析算法的性能，文中构建了测试无线传感器网络丢包率的Simulink模型，并对不同通信距离和噪声功率密度下的丢包率进行了测量，得到了SOM网络的输入样本集。最后，利用NS2软件对所设计的路由算法进行了仿真，并与GEAR路由算法进行了比较。