【摘要】：隨著核能需求攀升,鈾資源開采利用不斷擴(kuò)大,由此產(chǎn)生許多鈾尾礦庫,其中存儲的尾礦渣含有大量放射性核素。鈾尾礦庫一旦發(fā)生潰壩、滑坡、核素泄露等災(zāi)害,不但會污染環(huán)境、破壞植被、危及周圍居民的生命與健康,還會帶來輻射危害,因此需要對其安全狀態(tài)進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注與監(jiān)測。目前采取的監(jiān)測方式與技術(shù)水平相對滯后,尚且無法達(dá)到實(shí)時動態(tài)、無線監(jiān)測的效果,而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)卻可以實(shí)現(xiàn),并且無線傳感器網(wǎng)絡(luò)也能夠適應(yīng)鈾尾礦的大規(guī)模復(fù)雜環(huán)境。本文采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對鈾尾礦庫的全時段在線智能監(jiān)測,并對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于其中的路由協(xié)議、數(shù)據(jù)融合算法、定位跟蹤的三個關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,主要完成以下工作:1)GAF相交圓結(jié)構(gòu)分簇路由協(xié)議研究。考慮到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)本身能量受限的特性以及鈾尾礦安全監(jiān)測需求,設(shè)計了一種GAF相交圓模型的分簇路由協(xié)議。該算法的節(jié)點(diǎn)布置結(jié)構(gòu)以鈾尾礦壩體為參照,將監(jiān)測區(qū)域劃分成多個虛擬相交圓,被劃分在同一個虛擬圓的節(jié)點(diǎn),以此虛擬圓為簇結(jié)構(gòu),并按照給定參數(shù)選取簇首,數(shù)據(jù)由簇首傳向基站時,在基站周圍的熱區(qū)內(nèi)尋找中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)分擔(dān)傳輸來避免基站周圍的節(jié)點(diǎn)過早死亡,以此均衡整個網(wǎng)絡(luò)的能耗。2)事件驅(qū)動與信任分配層次數(shù)據(jù)融合算法研究。通過對數(shù)據(jù)融合本身的要求以及鈾尾礦安全監(jiān)測數(shù)據(jù)的特點(diǎn)分析,研究了在事件驅(qū)動背景下運(yùn)用D-S證據(jù)理論來進(jìn)行加權(quán)融合的算法。監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時,節(jié)點(diǎn)會進(jìn)入高頻的工作狀態(tài),隨著事件范圍的逐步擴(kuò)大,大量的節(jié)點(diǎn)感知到異常數(shù)據(jù)并將其上傳,通過使用D-S證據(jù)理論賦予數(shù)據(jù)相應(yīng)的信任分配值,高效率地融合處理數(shù)據(jù),在低能耗的情況下降低了數(shù)據(jù)的傳輸量并保證數(shù)據(jù)的可靠性。3)修正平均跳距與跳數(shù)定位算法研究。為確定鈾尾礦監(jiān)測異常數(shù)據(jù)的發(fā)生位置,結(jié)合對節(jié)點(diǎn)定位精度的需求,該算法以DV-Hop為基礎(chǔ),根據(jù)未知節(jié)點(diǎn)到錨節(jié)點(diǎn)跳數(shù)的情況來劃分類別,對單跳平均距離予以修正,結(jié)合其與跳數(shù)的乘積,得出未知節(jié)點(diǎn)到錨節(jié)點(diǎn)的距離,然后通過極大似然估計法計算未知節(jié)點(diǎn)的估計位置,降低定位誤差。綜合以上關(guān)鍵技術(shù),構(gòu)建了耗能低、網(wǎng)絡(luò)壽命長、數(shù)據(jù)可靠、定位誤差小且能夠?qū)︹櫸驳V庫安全狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時動態(tài)監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
【圖文】：

組織構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，統(tǒng)一監(jiān)測一個區(qū)域獲取相關(guān)信息，感知信息沿著傳感器節(jié)點(diǎn)經(jīng)多跳傳輸至匯聚節(jié)點(diǎn)。然后經(jīng)無線通信網(wǎng)、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)送達(dá)管理節(jié)點(diǎn)，終端用戶借管理節(jié)點(diǎn)向網(wǎng)絡(luò)下達(dá)監(jiān)測任務(wù)，，并聚集相應(yīng)信息或數(shù)據(jù)。如圖1.1所示。

傳感器節(jié)點(diǎn)模塊組成
【學(xué)位授予單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP212.9;TN929.5

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 程超;錢志鴻;付彩欣;劉曉慧;;一種基于誤差距離加權(quán)與跳段算法選擇的遺傳優(yōu)化DV-Hop定位算法[J];電子與信息學(xué)報;2015年10期

2 趙湘寧;;一種基于信號機(jī)制的能量感知地理路由算法[J];電子學(xué)報;2015年05期

3 魏全瑞;劉俊;韓九強(qiáng);;改進(jìn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)無偏距離估計與節(jié)點(diǎn)定位算法[J];西安交通大學(xué)學(xué)報;2014年06期

4 孫彥清;彭艦;劉唐;陳曉海;;基于動態(tài)分區(qū)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)非均勻成簇路由協(xié)議[J];通信學(xué)報;2014年01期

5 侯鑫;張東文;鐘鳴;;基于事件驅(qū)動和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合算法研究[J];傳感技術(shù)學(xué)報;2014年01期

6 王文慶;楊遠(yuǎn)玲;楊春杰;;一種基于證據(jù)理論的數(shù)據(jù)融合算法[J];控制與決策;2013年09期

7 錢志鴻;王義君;;面向物聯(lián)網(wǎng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜述[J];電子與信息學(xué)報;2013年01期

8 劉昊靈;仲元昌;楊柳;黃旭;;基于三峽庫區(qū)水環(huán)境監(jiān)測的WSN信息融合算法[J];傳感技術(shù)學(xué)報;2012年12期

9 歐陽偉;李文建;;基于GPS的尾礦庫壩體位移在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J];計算技術(shù)與自動化;2012年04期

10 朱煜峰;魯鐵定;周世健;臧德彥;;GPS結(jié)合遙感影像監(jiān)測鈾尾礦庫技術(shù)探討[J];金屬礦山;2012年06期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 張少偉;基于三維激光技術(shù)的鈾尾礦庫可視化安全監(jiān)測與研究[D];成都理工大學(xué);2014年

2 胡穎;基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的山體滑坡監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計與研究[D];重慶大學(xué);2011年

本文編號：2596297