基于无线传感器网络的森林火灾监测系统的设计与研究

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1、分类号：密级：学号：2008T010单位代码：10407硕士学位论文论文题目:基于无线传感器网络的森林火灾监测系统的设计与研究研究方向无线传感器网络专业名称控制理论与控制工程研究生姓名黄光华导师姓名、职称周克良、教授2012年4月8日江西·赣州I摘要森林火灾的破坏性、多发性、森林资源的重要性及目前我国森林资源匮乏使得我国森林防火极为重要。而森林火灾前期的及时发现，是减少森林火灾发生和带来的损失的前提。目前传统的森林火灾监测方式，存在投入人力、财力较大及无法全天候监测和准备判断森林火灾的发生的弊端。针对这一现状，设计和

2、研究基于无线传感器网络的森林火灾监测系统的意义重大，且具有较强应用价值。论文主要对基于无线传感器网络的森林火灾监测系统的总体设计、无线传感器网络节点的硬件设计及软件设计进行研究，主要内容如下：（1）根据目前森林火灾监测的弊端，采用无线传感器网络对森林火灾实时监测，并进行了系统总体设计和森林监测系统无线传感器网络设计。本系统由无线传感器节点、无线网关节点、终端网络数据库三个部分组成。无线传感器节点现场采集和发送温湿度、烟雾等数据汇总至无线网关节点，并通过Internet把数据传到远端，远端网络数据库负责对数据存储和分析

3、。（2）完成了森林火灾监测无线传感器网络节点的硬件电路设计。以节点低功耗、无线传输的特性、系统可靠性及现场需采集的数据为原则，完成了微处理器模块、传感器模块、无线通信模块和电源模块及外围电路的硬件设计。微处理器选用Cortex-M3，无线传输选用TI公司基于ZigBee技术的无线射频收发芯片CC2420，林区温湿度监测选用温湿度传感器SHT11，林区烟雾监测选用烟雾传感器MQ-2。（3）从软硬件两方面综合考虑低功耗要求，进行了无线传感器网络节点的软件设计，包括定期的现场温湿度数据、烟雾数据的采集程序设计，射频芯片CC

4、2420的选择性发送数据，并且利用Cortex-M3和CC2420的睡眠模式来降低节点能耗，来延长传感器节点寿命。论文最后总结了所做的工作，并对今后的研究进行了展望。关键词：无线传感器网络；森林火灾；传感器节点；监测IIAbstractForestfirepreventionbecomesmoreandmoreimportanceinourcountrybecauseofthesignificanceofforestresourcesandthefractureandmultipleofforestfire.Tode

5、creaselossoftheforestfire,thebestwayistakingactioninearlystagesanddetectingthefiretimely.Inrecently,thedetectingmethodsneedlargehumanandmaterialresources,andcan’tbeall-weatherineffect.Thisthesisdiscusesthesignificanceandapplicationofwirelesssenornetworkforfores

6、tfiresdetectsystem.Thethesisincludedtheoveralldesignofwirelesssenornetworkforforestfiresdetectsystemanditshardwareandsoftwaredesign.Themaincontentsasfollows:(1)Thesystemdesignschemeofwirelesssenornetworkisputforwardandoveralldesigned.Itincludesthreeparts:wirele

7、sssenornetworknode,wirelessgatewaynodeandterminalnetworkdatabase.Wirelesssenornetworknodecontainsembeddedsystemandsensorstofieldcollectthetemperature,humidityandsmog;thenthedatasendtowirelessgatewaynode;lastsendtoterminalnetworkdatabase.(2)Thehardwaredesignofwi

8、relesssenornetwork.Toobtainlowpowerconsumptionwireless,systemreliabilityandfieldcollection,microprocessorCortex-M3andwirelesschipCC2420(TI,basedonZigBee)isused;thesenoroftem