基于matlab无线传感器网络开题报告.docVIP

毕业设计开题报告 学 生 姓 名： 学 号： 学 院、系： 信息与通信工程学院电气工程系 专 业： 自动化 设 计 题 目： 基于matlab的无线传感器网络 火灾监控仿真软件设计 指导教师: 2012 年3 月15 日  毕 业 设 计 开 题 报 告 1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述： 文 献 综 述 一．火灾监控系统的发展历史 随着科技的进步, 现代火灾监测系统正朝着分布式、网络化、智能化的方向发展。人们不仅要求系统稳定可靠, 功能齐全, 而且还要求能够结合无线通信的优势, 实现无线监控, 实时掌握系统的运行状态。传统的火灾监测系统【1】主要安装红外或微波等各种类型的报警探测器, 通过有线方式与计算机安全综合管理系统联网, 计算机系统对报警系统进行集中管理和控制。由于电子设备长期处于运行状态, 电气设备过载、过热、 短路的火灾隐患较多。因此, 传统的火灾监测报警系统本身也存在着安全隐患。 集成有传感器、数据处理单元和通信模块的微小节点借助于内置的形式多样的传感器测量周边环境的热、红外、声纳、雷达和地震波信号,从而探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等众多部署者感兴趣的物质现象。与传统的信息获取方式相比, 无线传感器网络具有自组织、功耗小、廉价和快速部署、可扩展性强、能在恶劣和特殊的环境下正常工作等优点【2】【3】。因此基于无线传感器节点的火灾监测系统将更加灵活、方便和可靠。 二．无线传感器网络的简介 无线传感器网络(wireless sensor networks．WSN)就是由部署在监测区域内大量的具有特定功能的传感器节点(sensor node)通过自组织的无线通信方式，形成一个多跳的网络系统，从而相互传递信息，协同合作来完成特定任务。无线传感器网络具有十分广阔的应用前景，在军事国防、工农业、城市管理、生物医疗、环境监测、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远程控制等许多重要领域都有重要的实用价值，已经引起了许多国家学术界和工业界的高度重视，被认为是对21世纪产生巨大影响力的技术之一。【4】无线传感器网络采集到的数据更为准确、直接地反映监控现场的各种环境因素变化情况，而且时效性更好。无线传感器网络在无人值守的环境监测、灾害扑救等特殊领域，具有传统技术无可比拟的优势。 三．无线传感器网络在火灾监控方面的发展 近年来, 国内外在无线传感器网络的研究应用上取得了很多成果。无线传感器网络目前主要应用在环境监测和目标跟踪领域。学者提出了利用无线传感器网络构造一个支持火灾即时检测和灾后引导撤离的系统框架和用于森林火灾预警的无线传感器网络系统。前者由火灾检测传感器网络、数据收集层、中间件、逃离引导系统四部分组成。后者则描述了在森林火灾预警方面无线传感器网络比传统的基于卫星检测方法的优越性, 且在对数据进行融合时采用了神经网络的方法大大提升了数据处理的效率。相关文献还论述了铺设无线传感器网络用于住宅、商业区的危害检测方面的独特优势,并介绍了一种混合无线通信方法— SIGMASPASE。它具有更大的检测范围和较小传输能量损耗。【5】 伴随着无线传感器网络的快速发展，以及人们对居住环境的要求越来越高，将无线传感器网络应用到火灾监控系统将是一种必然的选择。 无线传感器网络技术是一种功耗低、成本低、易应用的近距离无线通信技术。本设计将它与火灾报警系统有机的结合起来，通过无线传感器网络节点来传递火灾信息，节 点利用热释电红外传感器，CO 传感器和烟雾传感器同时捕捉火灾信号。【6】其中重要的是节点的设置，无线传感器网络中的传感器节点(sensor node)具有RFID功能，随机部署在被监测区域的各个部分，负责对红外线数据、CO浓度数据和烟雾数据的感知和采集，在传输过程中监测数据可能被多个节点处理，并通过无线通信技术将数据发送至汇聚节点(sink)，汇聚节点和监管中心通过互连网或卫星进行通信，[7]从而通过个人电脑(Pc)对数据进行处理分析，这样被监测区域中情况就可以及时传递给相关人员。 无线传感器网络监测系统最广泛采用的框架统为：所有的节点周期性地将采集到的数据发送到信息处理中心, 称为基站, 基站根据接到的数据判断某个预先定义的事件是否发生, 本系统称这种方式为“数据收集”。另一种更有效的现实方式为“数据压缩” , 节点对采集到的数据进行处理, 然后转发到基站。[8][9]然而, 这些方法对于实时要求很高的应用如紧急事件报警则不太合适。这些传统方法最大的缺点就是没有考虑到实时要求, 大量的数据交换将产生巨大的能量消耗, 同时基站需要对数据进行进一步的分析, 这可能导致报警信号不能及时发出。[10][11] 四．MATL