無線網(wǎng)絡傳感器系統(tǒng)在地質(zhì)災害監(jiān)測中的應用

　　引言

　　近年來我國地質(zhì)災害的發(fā)生頻率越來越高，由此造成的損失也逐年加劇，對地質(zhì)災害進行監(jiān)測的儀器研制工作就顯得非常重要。目前已經(jīng)研制并應用的監(jiān)測儀器主要是通過線纜連接前端的傳感器，這種方式的主要缺點是架線比較困難、同時連接的傳感器數(shù)量有限，不適合地形復雜、要求監(jiān)測點多的地質(zhì)環(huán)境。本文提出的無線網(wǎng)絡傳感器系統(tǒng)，針對地質(zhì)災害監(jiān)測的應用環(huán)境，在物理層和MAC層采用了IEEE802.15.4協(xié)議，在網(wǎng)絡層采用了ZigBee協(xié)議，進行了降低功耗和簡化路由算法的工作，有效的增加了傳感器數(shù)量，相對于有線方式具有很大的優(yōu)越性。

　　無線網(wǎng)絡傳感器系統(tǒng)

　　無線網(wǎng)絡傳感器系統(tǒng)由傳感器節(jié)點、基站節(jié)點、監(jiān)控中心組成。傳感器節(jié)點都具有路由功能，它們與基站節(jié)點按照簇樹的分層結(jié)構(gòu)自治地組成網(wǎng)絡。傳感器節(jié)點對災害體變形位移量等進行采集，采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后，沿著自身優(yōu)化的路由算法路徑傳送到基站節(jié)點，基站節(jié)點匯聚各個傳感器節(jié)點采集的數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)融合，通過GPRS網(wǎng)絡最終到達監(jiān)控中心，無線網(wǎng)絡傳感器體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　傳感器節(jié)點受到存儲容量有限、計算能力有限、電源能量有限等諸多條件的限制;基站節(jié)點連接傳感器網(wǎng)絡和外部網(wǎng)絡，負責不同協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)融合工作，實質(zhì)上起到了一個網(wǎng)關的作用;監(jiān)控中心對整個網(wǎng)絡進行管理，獲取監(jiān)測區(qū)域的多種災害體實時信息。

　　硬件系統(tǒng)設計

　　本系統(tǒng)硬件部分包括傳感器節(jié)點和基站節(jié)點，由于功能不同，它們的硬件結(jié)構(gòu)是有區(qū)別的。