【摘要】：隨著核能需求攀升,鈾資源開(kāi)采利用不斷擴(kuò)大,由此產(chǎn)生許多鈾尾礦庫(kù),其中存儲(chǔ)的尾礦渣含有大量放射性核素。鈾尾礦庫(kù)一旦發(fā)生潰壩、滑坡、核素泄露等災(zāi)害,不但會(huì)污染環(huán)境、破壞植被、危及周圍居民的生命與健康,還會(huì)帶來(lái)輻射危害,因此需要對(duì)其安全狀態(tài)進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注與監(jiān)測(cè)。目前采取的監(jiān)測(cè)方式與技術(shù)水平相對(duì)滯后,尚且無(wú)法達(dá)到實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)、無(wú)線監(jiān)測(cè)的效果,而無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)卻可以實(shí)現(xiàn),并且無(wú)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(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)鈾尾礦庫(kù)的全時(shí)段在線智能監(jiān)測(cè),并對(duì)無(wú)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(gè)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�？紤]到無(wú)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(cè)需求,設(shè)計(jì)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(cè)區(qū)域劃分成多個(gè)虛擬相交圓,被劃分在同一個(gè)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(shí),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(lái)避免基站周圍的節(jié)點(diǎn)過(guò)早死亡,以此均衡整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的能耗。2)事件驅(qū)動(dòng)與信任分配層次數(shù)據(jù)融合算法研究。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)融合本身的要求以及鈾尾礦安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)分析,研究了在事件驅(qū)動(dòng)背景下運(yùn)用D-S證據(jù)理論來(lái)進(jìn)行加權(quán)融合的算法。監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時(shí),節(jié)點(diǎn)會(huì)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(guò)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(cè)異常數(shù)據(jù)的發(fā)生位置,結(jié)合對(duì)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(lái)劃分類別,對(duì)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(guò)極大似然估計(jì)法計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)的估計(jì)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(zhǎng)、數(shù)據(jù)可靠、定位誤差小且能夠?qū)︹櫸驳V庫(kù)安全狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的無(wú)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(cè)一個(gè)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(wú)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(cè)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2596297