无线网络传感器系统在地质灾害监测中的应用

引言

近年来我国地质灾害的发生频率越来越高，由此造成的损失也逐年加剧，对地质灾害进行监测的仪器研制工作就显得非常重要。目前已经研制并应用的监测仪器主要是通过线缆连接前端的传感器，这种方式的主要缺点是架线比较困难、同时连接的传感器数量有限，不适合地形复杂、要求监测点多的地质环境。本文提出的无线网络传感器系统，针对地质灾害监测的应用环境，在物理层和MAC层采用了IEEE802.15.4协议，在网络层采用了ZigBee协议，进行了降低功耗和简化路由算法的工作，有效的增加了传感器数量，相对于有线方式具有很大的优越性。

无线网络传感器系统

无线网络传感器系统由传感器节点、基站节点、监控中心组成。传感器节点都具有路由功能，它们与基站节点按照簇树的分层结构自治地组成网络。传感器节点对灾害体变形位移量等进行采集，采集的数据经过处理后，沿着自身优化的路由算法路径传送到基站节点，基站节点汇聚各个传感器节点采集的数据并进行数据融合，通过GPRS网络最终到达监控中心，无线网络传感器体系结构如图1所示。

传感器节点受到存储容量有限、计算能力有限、电源能量有限等诸多条件的限制;基站节点连接传感器网络和外部网络，负责不同协议之间的转换和数据融合工作，实质上起到了一个网关的作用;监控中心对整个网络进行管理，获取监测区域的多种灾害体实时信息。

硬件系统设计

本系统硬件部分包括传感器节点和基站节点，由于功能不同，它们的硬件结构是有区别的。