试论基于无线传感器网络地震监测系统设计

1、试论基于无线传感器网络地震监测系统设摘要随着经济的快速稳定发展，科技的发展越 来越迅速，一种新兴的信息技术一-无线传感器网络，融合 了多种信息技术为一体，在信息领域具有很广泛的应用前 景。地震的破坏能力是不可想象的，威胁着人们的生命财产 安全，带来的损失是不可估计的，对基于无线传感器网络的 地震监测系统设计的研究和探索，显得十分必要。本文通过 对现有成熟的移动通信网的了解，并对无线传感器的网络节 点组网和系统的应用进行了分析，同时也对监测系统的结构 进行了分析，介绍了所设计的地震监测系统中节点的硬件组 成，同时分析了相关软件系统的功能。针对传统的有线网络 中不能及时有效进行地震监测的问题，对基

2、于无线传感器网 络的地震监测系统进行了设计。关键字无线传感器网络地震监测系统设计中图分类号p315 文献码b 文章编号1000-405x(2013) -3-204-11概述无线传感器网络是一种新兴的信息技术，是一种融入通 信、计算机、微电子、传感器、嵌入式、信息处理等技术的 信息技术，是普适计算机的一种雏形，同时也是人类感官的 一种延伸。无线传感器网络的中心就是数据传输和交换，同 时是一种自组织和分布式的网络，数据来自于传感网络中的 大量传感器节点，在恶劣环境下，能够对监测对象进行实时 监测、协作感知和信息采集，并以无线的形式将数据发送出 去，最终通过无线网络将数据发送给到数据中心。无线传感

3、器网络在诸多领域有着广泛的应用，比如空间探测、工农业 控制、环境监测、军事国防、智能家居、医疗监护、灾害预 防等领域。无线传感网络的应用，可以给人们的工作生活带 来很大的帮助，能给人们提供最直接有效的真实信息，同时 也为下一代网络提供了全新的经验。地震监测，指的是通过获得地震发生时的震动信号，通 过有线或无线的媒介将获取的监测信息发送到监控中心。有 线网络的稳定性较好，同时是重要信息的传输方式，但是有 线网络不能及时有效地对一些超出人力范围的恶劣环境地 区进行有效的地震监测，而且有线网络在需要应急的情况下 一般都被破坏了，而不能将余震的监测信息传送到监测中 心。相比于传统的有线网络，无线传感器

4、网络具有'自组织、 自愈合”的功能特点，因而可以适用于复杂多变的环境，各 种有线网络无法有效监测到的地区进行监测，对实现灾难的 预警与救助有很重要的意义。2无线传感器网络的结构无线传感器网络体系结构由许多随机分布的传感器节 点构成的无线传感网络，传感器节点采用的是自组织方式， 其目的是能够对监测对象进行实时监测、协作感知和信息采 集，并以无线的形式将数据发送出去，最终通过无线网络将 数据发送给到数据中心。对感知信息的感知、采集、处理和 传送是无线传感器网络的基本功能。感知数据是传感器网络 的核心，则不是网络硬件。构成无线传感网络的三要素：传 感器、感知对象、观测者。3系统的硬件设计3.

5、1传感器节点设计无线传感器节点一般由数据采集、数据处理、数据传输 和电源组成。无线传感器网络的节点，主要是由四个部分组成，包括 t a/d转换和传感器组成的数据采集模块、存储模块和数据 控制、无线通信模块和能量供应模块。其中，数据采集模块 主要是对监测区域内信息进行采集和数据的转换，处理器模 块主要负责对整个传感器的节点进行控制操作，处理、存储 节点自身传送过来的数据和由其他节点传送过来的数据，无 线通信模块主要是负责与其它传感器节点或者基站进行无 线的通信、交流和交换控制信息，以及接收和转发采集来的 数据，能量供应模块主要是为传感器节点提供正常工作所需 的能量，能够保证系统的正常有效的运行，

6、一般使用的是微 型电池。无线传感器的节点具有观测半径和通信半径，一 般地，。3. 2 gprs网关设计gprs网关负责接收各个无线监测电路发来的数据以及 状态信息，进行一定的处理后通过gprs网络发送到监测站, 并且可以利用gprs网络对控制指令进行接收，继而转发给 各个无线监测的节点。无线转发站通常采用的是3. 6v的高 能电池进行供电，同时还具有太阳能自动充电的功能，可进 行长期的工作。3.3无线传感器网络的构建cc2520无线收发模块是采用的2. 4ghz免授权ism频带 专用的第二代zigbee/ieee802. 15. 4无线射频收发器，这款 收发器可以支持帧处理、突发传输、数据缓冲

7、、数据鉴权、 数据加密、空闲频道检测、连接质量指示以及帧定时信息等 功能，从而达到降低了主控制器负载的目的。传感器数据采 集模块的作用是进行信号的接收和转换；电源模块为传感器 节点的正常工作提供了能量；传感器节点是网络的基本单 元，其承担着计算、存储、通信、传感和执行的任务。无线 传感器节点的硬件部分包括微功耗处理器模块、无线收发模 块、数据采集模块、电源等部分。4系统的软件部分基于无线传感器网络的地震监控系统的软件部分主要 包括了数据采集与处理、数据的收发与转发、监控中心的数 据管理、web浏览等几部分，系统的软件主要分为节点软件、 监控中心管理软件、web浏览。节点软件主要包括了数据采 集软件、数据融合软件、数据处理软件、数据收发与转发软 件；监控中心管理软件的作用是将接收到的数据进行解析处 理、显示和数据库的存取等控制操作；远程web浏览的作用 主要是利用远程的方式对数据库中的数据进行调用并用来 对监控区域中的数据进行分析和处理。5结语本文通过对监测系统结构进行分析，介绍了节点的软硬 件设计，对无线传感网络中的关键技术问题进行了探讨，并 提供了利用无线传感器网络对地震监测的一种思路。对基于 无线传感器网络的地震监测系统设计的研究和探讨，对实现 灾难的预警与救助有很重要的意义。参考文献1 王雪编著无线传感器网络测量系统.2007.2 李善仓，张克旺编著无线传