無線傳感器網(wǎng)絡(luò)滑坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的Wi-Fi數(shù)據(jù)回傳及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中期報(bào)告

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)滑坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的Wi-Fi數(shù)據(jù)回傳及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中期報(bào)告一、研究背景及目標(biāo)滑坡是一種常見的地質(zhì)災(zāi)害，其給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重威脅?，F(xiàn)有的滑坡監(jiān)測(cè)手段主要采用人工巡檢和定點(diǎn)監(jiān)測(cè)，效率低下且存在安全隱患。由此，需要一種無人值守的滑坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)獲取滑坡的狀態(tài)，并及時(shí)警報(bào)、預(yù)警，以便采取有效措施保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全。傳統(tǒng)的滑坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通常都需要布設(shè)大量的監(jiān)測(cè)設(shè)備和緊密配合一些信息處理設(shè)備，成本很高且難以實(shí)現(xiàn)無人值守。而隨著物聯(lián)網(wǎng)和無線傳感器技術(shù)的發(fā)展，研究一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensorNetwork)的滑坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)變得必要和可行。對(duì)比傳統(tǒng)方法，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以通過少量節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)大面積網(wǎng)絡(luò)形態(tài)和環(huán)境的監(jiān)測(cè)與采集，針對(duì)滑坡過程中關(guān)鍵的物理變量（如滑帶應(yīng)變、應(yīng)力、溫度、濕度等）進(jìn)行時(shí)空高密度采集，并實(shí)現(xiàn)快速安全準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)傳輸與處理，提高監(jiān)測(cè)和預(yù)警的效率和準(zhǔn)確性。本項(xiàng)目旨在研究Wi-Fi數(shù)據(jù)回傳和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建思想，并在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建一種用于滑坡監(jiān)測(cè)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)滑坡關(guān)鍵物理量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)傳輸與處理，提高滑坡預(yù)警的效率和準(zhǔn)確性。二、研究內(nèi)容及計(jì)劃1.Wi-Fi數(shù)據(jù)回傳思想研究處于監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的傳感器節(jié)點(diǎn)按照一定的規(guī)律采集采樣數(shù)據(jù)，將采集的數(shù)據(jù)通過Wi-Fi技術(shù)傳輸回監(jiān)測(cè)中心，中心節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。研究Wi-Fi數(shù)據(jù)回傳思想，探討數(shù)據(jù)傳輸中的安全性、穩(wěn)定性和可靠性，為系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供依據(jù)。2.網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建算法研究通過研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和路由算法，構(gòu)建一種高效、穩(wěn)定、低功耗的傳感器網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)采用多路徑傳輸?shù)姆绞?，提高?shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院涂垢蓴_能力。3.原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)根據(jù)前期研究成果，設(shè)計(jì)一個(gè)滑坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的原型，并進(jìn)行實(shí)現(xiàn)與測(cè)試。其中包括傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)與選型、傳感器數(shù)據(jù)采集的程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的設(shè)計(jì)、通訊協(xié)議的制定以及基于android平臺(tái)的數(shù)據(jù)可視化和告警界面的設(shè)計(jì)等方面。目前已完成的工作：1.Wi-Fi數(shù)據(jù)回傳技術(shù)研究本項(xiàng)目選擇了基于802.11協(xié)議的Wi-Fi傳輸技術(shù)。通過建立傳感器和接收器間的TCP/IP連接，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。在數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)，為了提高傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性，我們采用了數(shù)據(jù)重傳機(jī)制和數(shù)據(jù)加密技術(shù)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩煽俊?.網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建算法選型我們根據(jù)實(shí)際環(huán)境，采用了分層路由算法來構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。該算法具有穩(wěn)定性高、傳輸能力強(qiáng)的特點(diǎn)。同時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)中采用了多路徑傳輸技術(shù)，保證數(shù)據(jù)的可靠性和抗干擾能力。3.傳感器節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)我們選用了現(xiàn)成的無線傳感器節(jié)點(diǎn)平臺(tái)，并針對(duì)實(shí)際監(jiān)測(cè)需要，對(duì)其進(jìn)行了一定的硬件改進(jìn)。包括增加了鋰電池供電、增加了可編程電源管理芯片和增加了一些傳感器模塊等。下一步計(jì)劃：1.進(jìn)一步完善網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建算法，并實(shí)現(xiàn)其軟件化。2.進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際部署測(cè)試，分析網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)的數(shù)據(jù)延遲，抗干擾能力和可靠性等問題。3.設(shè)計(jì)滑坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)