基于無線傳感網(wǎng)的邊坡防災監(jiān)測關鍵技術研究.pdf

1、我國是一個多山川等復雜地質(zhì)環(huán)境的國家。隨著我國鐵路建設的快速發(fā)展，山區(qū)鐵路里程在全國鐵路總里程中占的比重越來越大。由于多雨水氣候的山區(qū)地質(zhì)災害發(fā)生頻繁，所以需要將邊坡防災監(jiān)控系統(tǒng)部署在此區(qū)域的鐵路沿線，以防止鐵路的安全正常運營受到坍塌、泥石流等自然災害的影響，避免其危害到國家和人民的生命財產(chǎn)安全。
　　隨著計算機技術、網(wǎng)絡技術、微電子技術和無線通信技術的飛速發(fā)展，低功耗和多功能的傳感器得以應用而生，使得大規(guī)模廉價的小型傳感器可以部

2、署在被監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，無線傳感器技術的應用范圍也將更加廣泛，為鐵路沿線的邊坡防災與監(jiān)測帶來了新的研究方向。本文根據(jù)鐵路邊坡防災監(jiān)測的需求，設計了采集節(jié)點模塊、網(wǎng)關節(jié)點模塊和地面服務器模塊三部分組成的完整的防災監(jiān)測系統(tǒng)。通過各個模塊的協(xié)調(diào)工作完成對山區(qū)鐵路沿線的地質(zhì)環(huán)境進行監(jiān)控，預測和防治坍塌、滾石等突發(fā)事件，并及時向調(diào)度中心的工作人員發(fā)出預警信息。
　　由于傳感器節(jié)點自身能量有限，而山區(qū)邊坡環(huán)境復雜惡劣，不利于對傳感器節(jié)點進行更新或者

3、能量補充，所以傳感器節(jié)點的能耗速率將是決定邊坡防災監(jiān)測系統(tǒng)性能和壽命周期的關鍵。本文分析了傳感器節(jié)點的能量消耗的分布情況，指出了能耗主要發(fā)生在數(shù)據(jù)傳輸階段，所以為了提高系統(tǒng)性能，需要設計一個良好有效的無線傳感網(wǎng)路由協(xié)議。在分析對比當前幾類常用的無線傳感網(wǎng)路由算法之后，針對分簇算法和蟻群算法的不足點，結(jié)合邊坡防災監(jiān)測系統(tǒng)路由的特征，提出了基于虛擬網(wǎng)格非均勻分簇的蟻群改進算法，對選舉簇頭的方法和簇頭網(wǎng)絡間的路由進行了優(yōu)化。在分簇階段，算法將