基于數(shù)據(jù)融合的通信機房環(huán)境監(jiān)控無線傳感網(wǎng)絡設計與實現(xiàn).pdf

1、隨著信息技術的不斷發(fā)展和廣泛應用,越來越多的通信機房(站點)應需而建。但是在我國漫長的邊境線上,由于環(huán)境惡劣、山高路遠、成本原因,邊防部隊建設的通信機房(站點)很多都無人值守,缺乏有效監(jiān)控;即使條件稍好的站點,也多采用傳統(tǒng)監(jiān)控模式,費時費力,成本高昂。眾所周知,在通信鏈路中,通信機房(站點)處于運行的樞紐和核心,不能出現(xiàn)任何問題或故障。然而現(xiàn)實情況是,因為溫度、濕度、水侵、雷擊等環(huán)境因素以及人為破壞造成的邊防通信機房(站點)損壞時有發(fā)生

2、,給邊防通信指揮帶來極大危害,影響整個邊境安全。因此采用新的方法和技術來解決邊防通信機房(站點)環(huán)境監(jiān)控中存在的問題并提高其工作效率迫在眉睫。
　　無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Networks,WSN)技術在環(huán)境監(jiān)控方面的研究和應用,為解決邊防部隊通信機房(站點)環(huán)境監(jiān)控問題帶來可能。WSN將傳感器技術、分布式信息處理技術、無線通信技術、嵌入式技術和現(xiàn)代網(wǎng)絡技術等綜合集成,通過微型傳感器節(jié)點,以自組多跳的方式組

3、網(wǎng),將實時監(jiān)測、感知和采集的各種信息利用無線方式傳送到用戶終端,從而實現(xiàn)對遠程目標的有效監(jiān)控。WSN具有自動組網(wǎng)、分布廣、高冗余、流量不均衡、拓撲易變化、節(jié)點能力受限等特點,在偏遠的無人值守通信機房(站點),經常補充節(jié)點電池能量是不現(xiàn)實的。因此采用一種合理的數(shù)據(jù)融合算法,增強數(shù)據(jù)收集準確性,提高數(shù)據(jù)收集效率,延長網(wǎng)絡生存周期成為研究的重點。
　　本文以此為研究背景,從無線傳感器網(wǎng)絡在機房環(huán)境監(jiān)控方面的應用出發(fā),立足邊防部隊通信機房

4、(站點)實際,認真分析了現(xiàn)階段環(huán)境監(jiān)控方面的現(xiàn)狀和不足,提出采用無線傳感器網(wǎng)絡方式進行系統(tǒng)設計。為解決無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)存在的能量和效率問題,詳細分析比較了幾種數(shù)據(jù)融合(Data Fusion)算法,選取基于數(shù)據(jù)融合樹路由協(xié)議并加以改進。通過研制構建由30個傳感器節(jié)點、中繼節(jié)點和網(wǎng)關節(jié)點組成的無線傳感器網(wǎng)絡原型系統(tǒng),實現(xiàn)對環(huán)境參數(shù)實時感知、傳輸和查詢。同時在構建的原型系統(tǒng)基礎上,進行了監(jiān)控系統(tǒng)平臺、串口通信、數(shù)據(jù)庫設計和部分實現(xiàn)。最后為