5G时代的来临,移动通信网络规模容量大幅增加,通信行业机房建设密度继续加大,通信行业正面临着严峻的挑战。而作为移动通信网络的心脏,机房动力设施更是有着举足轻重的地位,动力设施的稳定运行决定了移动通信网络质量。针对通信机房动力设施数据采集监控而设计的动力环境监控系统也面临着新的挑战。本课题针对目前基于有线组网方式的动力环境监控系统,在设备多、空间狭小、老旧难维护的通信机房内出现的组网不够灵活、受机房环境影响大、需要大量布线、成本高、汇聚节点端口有限、影响机房规范化走线等缺点,设计一套基于无线传感网的动力环境监控系统。该系统基于无线传感网络,解决了基于有线传输组网方式的动力环境监控系统难题,满足了监控中心与接入机房之间的信息交换。基于无线传感网的传感器节点可在环境复杂的机房内快速部署、灵活布放、数量不限、维护简便,实现整个机房的有效通信。同时用户侧可及时有效地监测机房动力环境变化,提高监控信息准确性,从而提高配套动力设备的运行质量,提升网络稳定性。本文首先阐述课题研究背景和研究内容,确定基于无线传感网络的动力环境监控系统需主要攻克难题为节点优先级信道资源分配算法研究;接着对目前使用的有线通信的动力环境监控以及无线传感网络进行详细说明;然后将无线传感网络同监控系统结合,设计出基于无线传感网的动力环境监控系统;最后通过第四章基于节点优先级的信道资源分配算法研究,保证高优先级数据高效可靠传输,同时兼顾中、低优先级的公平性。本文针对动力环境监控系统各类节点对传输性能的不同要求提出了基于节点优先级的信道资源分配算法(Research on Channel Resource Allocation Algorithms Based on the Priority of Nodes,CRAPN)。首先根据香农定理建立了节点服务速率与信道带宽之间的联系,并对各优先级带宽资源的划分与再分配进行了公式化分析,以便用带宽作为衡量优先级服务速率的标准。为使高优先级节点能够灵活地调度中、低优先级节点信道资源,提出了传输门限的概念,只有到达传输门限时才能够抢占或释放低优先级节点资源,同时为避免频繁调动资源又提出了触发门限和迟滞的概念。整个系统的资源分配过程可视为马尔可夫过程,各优先级可视为服务速率可变的M/M/1队列系统。根据系统的状态转移图以及M/M/1系统特性,可为各优先级列出平衡方程并根据正则约束条件求出稳态解。基于上述模型,在MATLAB上进行了仿真分析,CRAPN算法与信道资源全抢占的基于堆栈传输协议的调度传输算法(SRP-based scheduling of transactions model,SRPTM)、传统的非可调信道算法(Non-adjustable channel model,NACM)相比,在各优先级的平均时延上能够获得良好的性能。本文的研究内容为基于无线传感网的动力环境监控系统的设计与实现,为无线传感网技术的应用提供一定的理论依据。