無線傳感器網絡在地震區(qū)山地災害監(jiān)測中的應用研究.pdf

1、山地災害已成為各類自然災害中危害最嚴重的災難之一。“5·12汶川特大地震”誘發(fā)15000余處山地災害，造成經濟損失占地震總損失的1/3，死亡人數(shù)也超過2萬。因此，對地震區(qū)的山地災害進行有效的監(jiān)測將是減少災區(qū)經濟損失和人員傷亡的重要措施之一。目前，對地震區(qū)的山地災害監(jiān)測大都是采用人工方式，監(jiān)測手段比較落后，國內外對這方面的研究也比較少。如何設計一個高效，穩(wěn)定，安全的地震區(qū)山地災害監(jiān)測預警體系是本文研究的主要內容。
　　 無線傳感器

2、網絡是集計算機、微電子、網絡和無線通信技術為一體的自組織網絡，它具有低成本、微型化、低功耗、規(guī)模大和適用于無人看守環(huán)境等優(yōu)點而受到廣泛重視，同時也決定了其具有十分廣闊的應用前景，在軍事國防、工農業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測和預報、搶險救災和危險區(qū)域遠程控制等許多領域都具有重要的科研價值和實際意義。通過親身實地的觀察和了解認識到地震區(qū)山地災害具有分布范圍廣、規(guī)模大、危害嚴重、持續(xù)時間長、空間特征明顯和呈鏈式發(fā)育等特點以及山地災害監(jiān)測網絡必須具有無線通

3、信、低功耗、獨立電源供電、無人值守、實時性等條件，結合無線傳感器網絡的優(yōu)點和應用領域，提出了將無線傳感器網絡應用于地震區(qū)山地災害監(jiān)測中的研究設想。
　　 本文結合國內外山地災害監(jiān)測和無線傳感器網絡應用的研究現(xiàn)狀，提出了無線傳感器網絡在地震區(qū)山地災害監(jiān)測中的一種總體設計方案，并對系統(tǒng)中涉及到的硬件部分，如節(jié)點、基站和無線收發(fā)芯片CC2430等進行了相關介紹，分析了其相應的硬件電路、工作原理以及在該系統(tǒng)中的應用。同時還對相關的軟件體

4、系結構和數(shù)據(jù)采集平臺、WEB遠程瀏覽等模塊流程進行了設計。
　　 由于在用無線傳感器網絡對地震區(qū)山地災害進行監(jiān)測的過程中，節(jié)點的位置信息起到了重要的作用。通過對無線信號衰減模型的研究，在RSSI測距方法存在誤差的基礎上，并結合地震區(qū)山地災害的特點，提出了無線傳感器網絡在地震區(qū)山地災害監(jiān)測中的一種空間定位算法，即基于ERSS和RSSI校驗相結合的三維定位算法。該算法對硬件要求不高，能夠適應地震區(qū)山地災害監(jiān)測環(huán)境的要求，在定位精度上