【摘要】：各種自然災害發(fā)生具有明顯的區(qū)域性特點,即監(jiān)測點多、監(jiān)測點分散和監(jiān)測區(qū)域面積大,而傳統(tǒng)的監(jiān)測系統(tǒng)一般不能滿足其監(jiān)測需求。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless SenSor Network,WSN)通過各類傳感器終端實時監(jiān)測環(huán)境或?qū)ο蟮男畔?通過嵌入式系統(tǒng)對信息進行處理并通過自組織無線通信網(wǎng)絡(luò)以多跳路由方式將信息傳送到用戶終端,可以實現(xiàn)監(jiān)測點分散區(qū)域的數(shù)據(jù)采集傳輸,但是需借助其它遠距離通信技術(shù)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。北斗衛(wèi)星系統(tǒng)(Compass Navigation Satellite System,CNSS)信號覆蓋我國領(lǐng)土及周邊地區(qū),同時具備短報文通信功能,安全、可靠、穩(wěn)定、保密性強,適合數(shù)據(jù)的遠距離傳輸。結(jié)合上述三個背景,本論文將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的近距離數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)與CNSS短報文通信的遠距離數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相結(jié)合應用于區(qū)域監(jiān)測系統(tǒng),研究與設(shè)計了基于北斗通信的WSN區(qū)域監(jiān)測系統(tǒng)。其一,構(gòu)建了基于北斗通信的WSN區(qū)域監(jiān)測系統(tǒng)的整體架構(gòu),為WSN和北斗衛(wèi)星系統(tǒng)在區(qū)域監(jiān)測領(lǐng)域的應用探索了可行的途徑;其二,對區(qū)域監(jiān)測系統(tǒng)的感知層WSN區(qū)域監(jiān)測子系統(tǒng)進行了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、硬件設(shè)計與軟件設(shè)計;其三,在深入了解北斗衛(wèi)星通信的流程、特點以及詳細分析監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸方式的基礎(chǔ)上,提出了適用于區(qū)域監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸機制,并給出了相應的應用層通信協(xié)議,同時,采用單片機技術(shù)設(shè)計與開發(fā)了網(wǎng)關(guān)(數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換器),實現(xiàn)WSN區(qū)域監(jiān)測子系統(tǒng)與北斗通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)透明傳輸;其四,在對通用上位機監(jiān)測軟件設(shè)計的需求進行分析,結(jié)合基于北斗通信的WSN區(qū)域監(jiān)測自身的特點,采用模塊化的設(shè)計思想,對上位機軟件的軟件模塊與工作流程進行了設(shè)計,并在此基礎(chǔ)上采用串口通信、Access數(shù)據(jù)庫、ODBC數(shù)據(jù)庫驅(qū)動等技術(shù)手段在Labview環(huán)境下集成開發(fā)而成的。其五,對系統(tǒng)的各功能模塊進行了測試,并對結(jié)果進行分析,證實了系統(tǒng)的可行性。
[Abstract]:Various natural disasters have obvious regional characteristics, that is, the monitoring points are many, the monitoring points are scattered and the area of the monitoring area is large, but the traditional monitoring system can not meet the monitoring requirements. The wireless sensor network (Wireless SenSor Network, WSN) monitors the environment or object information in real time through the end of various sensors, through the embedded system. The information is processed by the system and the information is transmitted to the user terminal by the multi hop route by the self organizing wireless communication network. The data acquisition and transmission can be realized in the scattered area of the monitoring point, but the data should be transferred to the monitoring center with the help of other remote communication technologies. The Compass Navigation Satellite System, C NSS) the signal covers the territory and the surrounding area, and has the short message communication function. It is safe, reliable, stable and secure. It is suitable for the long distance transmission of data. Combined with the above three backgrounds, this paper combines the near distance data transmission technology of wireless sensor network with the remote data transmission technology of CNSS short message communication. In the area monitoring system, the WSN regional monitoring system based on the Beidou communication is researched and designed. First, the whole architecture of the WSN regional monitoring system based on the Beidou communication is constructed, and the feasible way for the application of the WSN and Beidou satellite system in the area monitoring field is explored. Secondly, the regional monitoring subsystem of the regional monitoring system is based on the regional monitoring subsystem. The system has carried on the system overall structure design, the hardware design and the software design. Thirdly, based on the thorough understanding of the process of the Beidou satellite communication, the characteristics and the detailed analysis of the monitoring data transmission mode, the data transmission mechanism suitable for the regional monitoring system is put forward, and the corresponding application layer communication protocol is given. At the same time, the application of the single communication protocol is given. The chip machine is designed and developed the gateway (data protocol converter) to realize the transparent data transmission of the WSN regional monitoring subsystem and the Beidou communication system. Fourthly, the requirement of the design of the monitoring software for the general host computer is analyzed, and the features of the WSN region monitoring based on the Beidou communication are combined, and the upper part of the computer is designed by the modular design idea. The software modules and workflow are designed, and on this basis, serial communication, Access database and ODBC database drive are integrated and developed in the Labview environment. 5, the functional modules of the system are tested, and the results are analyzed, and the feasibility of the system is confirmed.
【學位授予單位】：中國石油大學(華東)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP212.9;TN929.5

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本文編號：2130802