带状无线传感器网络关键技术研究

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带状无线传感器网络是一种布设在带状区域中的无线传感器网络,被广泛应用于河流、公路、车轨、桥梁、管道等带状监测区域及工业场合。可靠性技术作为带状无线传感器网络的一项关键技术,受到国内外学者的广泛关注。本文针对工业环境中替代现场总线等有线通信方式的带状传感器网络,研究通过合理布设网络节点的方法提高网络可靠性。而且,把这种布设方式应用于火电厂高温烟气水分监测中,并将带状传感器网络与B/S结构远程监测相结合,使火电厂高温烟气水分监测系统实现网络化、智能化。  首先,在NS2仿真模拟软件中建立了工业环境中用于替代现场总线等有线通信方式的带状传感器网络的网络模型,以基于Zigbee协议的JN5139系列无线微控制器为依据设置模拟中的各项重要参数及阈值,进行仿真实验分析节点个数对可靠性的影响,仿真结果表明,在已知监测区域内,等间距布设合适个数的节点可以提高网络可靠性。将这种带状传感器网络布设方案应用于火电厂高温烟气水分监测中,并设计了一种基于带状传感器网络和B/S结构的火电厂高温烟气水分远程监测系统方案。  其次,根据系统方案设计了带状无线传感监测子系统的硬件电路,该子系统具有高温烟气水分、温度、湿度、振动、倾斜等传感量,可以监测火电厂烟气污染物的高温水分含量、烟道及烟囱周围的环境参数和烟道及烟囱的状态。在此基础上进行了带状无线传感监测子系统数据传输协议设计和传感器节点软件设计。  然后,分析了基于B/S结构的远程监测子系统的用户需求,根据需求设计了本地监测中心数据库和远程监测系统数据库,并结合火电厂高温烟气水分监测场景,实现了后台管理、实时数据查询、历史数据查询、数据统计分析、远程控制、新闻发布、超标警报等功能。  最后,对基于带状传感器网络的火电厂高温烟气水分远程监测系统的进行测试实验,分别测试了高温烟气水分传感器性能、无线传感监测网络数据采集及传输功能、以及本地监测中心的数据存储与显示功能。上述测量结果表明,使用带状无线传感监测网络可以实现高温烟气水分的网络化、智能化在线监测。
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