自从无线传感器网络快速发展以来,传感器监测技术随处可见,如对有毒气体的监测,就可以借助于气体传感器的浓度探测功能,一旦发生泄漏,传感器探测到的浓度数据会高于正常值。传感器节点的电能通常是电池供给的,但是电池不可更换是它致命的缺点,因此如何减少能量消耗,延长网络寿命是监测任务的重点和难点,而且对于发生泄漏后探测到的异常数据信息如何处理,从而指导用户做出合理的决策也是监测任务不可或缺的一部分,因此本文的研究内容主要可以分为以下两大部分:(1)低能耗的有毒气体监测机制:让传感器节点一直探测的做法显然违背了节约能量的思想,所以人们自然而然地想到周期探测,以前的做法主要有两种,一种是让所有节点周期探测,另外一种是仅仅让一部分有代表性的节点周期探测,前者会带来太多的能量消耗,后者又会使得探测结果不准确。综合考虑节能和准确两个方面,本文采用了一种新的低能耗机制——激活机制,该机制是在按剩余能量周期性的合理选择头节点的基础上,先让头节点周期探测,其他节点保持睡眠,然后将头节点探测到的浓度值与阈值进行比较,一旦超过就发送数据包来激活其通信范围内的其他节点,被激活的邻居节点再继续探测,同时将异常节点信息通过最短路径上报汇聚节点。(2)异常节点的数据分析:由于汇聚节点上收集到的异常数据十分有用,所以本文分别从边界节点提取、等值线生成和泄漏源位置估计三个方面加以分析。首先是边界节点的提取,将所有异常节点的位置坐标在某一方向上按升序或降序划分到不同的区间,然后在每一区间内找到另一方向上坐标值最大和最小的节点,这些节点即被视为边界节点;其次,对于等值线生成部分,采用了三种现有的插值算法进行插值,分别是三次方程插值法,最近邻插值法和反距离加权插值法;最后,再利用三种插值算法得到的最大浓度值的位置坐标来估计出泄漏源位置,通过对比选择较好的一种,这种估计方法也是第一次被提出。本文通过对发生泄漏后的一小段时间内的情况进行模拟实验,并从理论分析和仿真结果证明本文研究方法的能量有效性和技术可行性。