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阿里彩票_无线传感器网络在野外测量中的应用
来源:阿里彩票登录    发布时间:2021-04-13 20:54:02

阿里彩票登录:在工业测量领域,往往必须长时间、大范围、多通道的数据测量系统。而在野外环境监测领域,由于环境条件的类似情况,常常使监测系统因为电源、长距离布线等因素的不存在而无法有效地部署。而无线传感器网络由于其低功耗、自的组织路由、需要布线等特性,尤其适合于工业领域的野外测量。

  本文将讲解一个部署在我国南部某沿海城市的无线传感器网络案例,该系统经过少量改动后可以符合许多工业测量的市场需求。  该城市不存在大量山地地貌,城市居民人口众多,拒绝土地必需维持较高的利用率,因此大量建筑和道路都坐落于山区附近。该地区降雨量长年偏高,特别是在在每年夏季的梅雨季节,不会经常出现大量的降水。不稳定的山地地貌在受到雨水风化后,更容易再次发生山体滑坡,对居民生命财产安全性包含极大的威胁。

  当地有关部门尝试部署过多套有线方式的监测网络以对山体滑坡展开监测和预警,但是由于监测区域往往为人迹罕至的山间,缺少道路,野外布线、电源供给等都受到限制,使得有线系统部署一起十分艰难。此外有线方式往往使用以备部署Datalogger的方式收集数据,必须专人定点前往监测点iTunes数据,系统得到动态数据,灵活性较好。  回应,在与地理监测专家展开多次交流,并展开数次实地考察后,Crossbow公司明确提出了基于无线传感器网络的山体滑坡监测全套无线解决方案。

  基本测量原理  山体滑坡的监测主要依赖两种传感器的起到:液位传感器和倾角传感器。在山体更容易再次发生危险性的区域,沿着山势南北垂直设置多个孔洞,如图1右图。

每个孔洞都会在最下端部署一个液位传感器,在有所不同深度部署数个倾角传感器。由于该地区的山体滑坡现象主要是由雨水风化产生的,因此地下水位深度是标识山体滑坡危险度的第一指标。该数据由部署在孔洞最下端的液位传感器收集并由无线网络发送到。

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  通过倾角传感器可以监测山体的运动状况,山体往往由多层土壤或岩石构成,有所不同层次间由于物理包含和风化程度有所不同,其运动速度有所不同。再次发生这种现象时部署在有所不同深度的倾角传感器将不会回到有所不同的倾角数据,如图2右图。在无线网络提供到各个倾角传感器的数据后,通过数据融合处置,专业人员就可以据此辨别出有山体滑坡的趋势和强度,并辨别其威胁性大小。  系统设计及构建  系统整体架构如图3右图,Crossbow用作此项目的产品还包括新型Mote节点IRIS、MDA300数据采集板、Stargate基站;MoteWorksTM软件环境还包括Xmesh协议栈(IEEE802.15.4相容)、Xserver中间件及MoteWeb可视化管理平台。

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  传感器节点观测出有的数据通过Xmesh无线多跳跃自组的网络传输给基站,或通过中继Mote传输给基站。Mote是无线传感器网络的基本节点,由处理器和RF芯片构成,它的体积较小,所以称作尘埃(Mote)。基站则是用来交流无线传感器网络与有数的IP网络的网关设备。  基站将这些数据传输到中心服务器,通过Xserver中间件解析后,用户可以通过IT系统应用软件展开监控;同时数据模块几乎相容于客户的原先信息管理系统,用户需要灵活性地将新的传感器数据重新加入原先的信息管理系统,从而通过IP网络动态监控物理世界信息。

  在实际部署时,Crossbow使用了分层网络的架构。每个目标监测区域内的无线传阿里彩票感器节点构成一个子网,子网内的节点依赖Xmesh无线多跳跃自的组织协议,通过多跳跃的方式把数据传送给Stargate基站。

基站在展开数据预处理后,通过GPRS网络远距离把数据发送到返中心服务器,如图4右图。  每个目标监测区域大约由10~20个节点包含(依具体情况有所调整),整个项目由数个监测区域包含,由于Crossbow的Xserver中间件服务器的强劲功能,系统包含灵活性固定式(还包括子网数目和网内节点数目)。邻接节点之间的距离大约为20~100m,数据采集间隔也可以由中心服务器灵活性掌控,在旱季可以调整为每24小时收集并传送一次数据,从而节省能量并防止大量的校验数据。

而在雨季危险期,其收集间隔可以密集至2分钟一次,从而确保动态监测预警功能。  系统反对双向数据传输,所有数据汇聚到基站,相连至上层IT系统展开数据统合,方便管理和查找。  传感器节点  每个传感器节点包括液位传感器与倾角传感器元件、IRIS无线传感器网络节点、MDA300数据采集板和电池组。

  MDA300获取8个ADC地下通道、8个数字地下通道以及I2C模块用作外接各类传感器。在本项目中倾角传感器电压输入为0~5V,通过MDA300腾出的电阻分力网络很更容易接至MDA300获取的0~2.5VADC模块。

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