课题名称

基于WSN的中小型堤坝安全监控数据采集节点的设计与实现

课题来源

 

 

 

 

学生姓名

 

 

 

 

 

1、文献综述

20世纪90年代以来，随着无线通信、嵌入式计算和传感器及微机电系统(MEMS)等技术的快速发展，具有感知能力、计算能力和无线网络通信能力的微型传感器以及由其构成的无线传感器网络(WSN)引起了人们的极大关注^[1-2]。

ZigBee技术作为一种新型的短距离无线通信标准，随着其标准的逐渐完善，近年来也得到了广泛的研究与应用^[3]。它是一种低速无线通信技术，很适合用于无线传感器组网^[4-5]。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、高数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备^[6-7]。

传感器节点的数量直接关系到整个WSN的成本及性能，如鲁棒性、容错性等，这也是WSN设计时首先要考虑的问题^[8]。路由节点硬件采用扩展板+核心板的设计方法，降低了硬件开发难度和周期^[9-10]。

本课题是基于ZigBee无线传感器网络技术的中小型堤坝安全监控系统的研究，重点研究该系统中数据采集的解决方案及硬件电路实现。

2、参考文献

[1]王小强. 基于ARM的ZigBee无线传感器网络设计与实现[D].电子科技大学,2013.

[2]屈玉贵,翟羽佳,蔺智挺,赵保华,张英堂. 一种新的无线传感器网络传感器放置模型[J]. 北京邮电大学学报,2004,06:1-5.

[3]王建新,杨世凤,史永江,童官军. 远程监控技术的发展现状和趋势[J]. 国外电子测量技术,2005,04:9-12.

[4]陈小民,蒋兴舟. 确定无线传感器网络节点配置数目的一种方法[J]. 武汉科技大学学报(自然科学版),2005,01:78-81.

[5]汪学清. 无线传感器网络中连通与覆盖问题研究[D].哈尔滨工程大学,2006.

[6]卢杉. 基于ZigBee的无线传感器网络协议栈的设计与实现[D].西安电子科技大学,2011.

[7]李长悦. 基于WSN的奶牛信息采集系统路由节点研究与开发[D].西北农林科技大学,2012.

[8]郭昌飞. 基于Zigbee的无线传感器组网技术研究与应用[D].北京信息科技大学,2013.

[9] MIAO X, CHU J, DU X. Architecture design for wireless sensor networks based on dam monitoring[J]. Transducer and Microsystem Technologies, 2009, 9: 033.

[10] Xiao H, Li T, Ogai H, et al. The health monitoring system based on distributed data aggregation for WSN used in bridge diagnosis[C]//SICE Annual Conference 2010, Proceedings of. IEEE, 2010: 2134-2138.

1、拟采用的研究方法（手段）

首先收集相关资料，阅读相关文献，了解相关技术知识，在此基础上，对要所研究课题进行分析并初步设计解决方案，选择相关的软硬件设备，搭建软硬件开发平台，再做进一步调试分析。根据课题的要求，设计相应的电路、制板，设计相关通信协议，进行测试并调试。

硬件平台：CC2530基础上运行TinyOS操作系统，电脑操作系统：windows xp上运行cygwin模拟linux操作系统，开发工具：source insight；开发语言：nesC；PCB设计软件：AD9；

本课题要研究或解决的问题及预期目的

解决问题：中小型堤坝安全数据检测难。由于监测设备价格高，在中小型堤坝布设比较困难，所以目前中小型堤坝都是采用人工监测的方法。人工检测速度慢、耗时长、监测范围小、安全性也比较低，尤其是遇到洪涝等情况时，人工监测更加困难，监测人员的生命健康也无法保证。

预期目的：为了实现对中小型堤坝安全监测数据的监测，本文将提出一种基于WSN的中小型安全监测系统的方案，通过节点采集中小型堤坝的安全监测数据，包括上游水位、下游水位、渗透压、环境温湿度等，通过无线传到协调器节点再传送到PC端，来对中小型堤坝进行检测。从而对中小型堤坝进行全方位的监测，成本低、效率高、安全性高，进一步保证了人民的生命健康。

进度表

 

第1～2周：资料准备阶段按任务书要求进行资料收集、调研，功能、需求分析，文献查阅等。

第  3  周：完成开题报告和检索相关外文资料，选择正规出处的外文资料进行翻译工作。

第4～9周：按任务书要求进行系统分析设计工作，并按时提交开题报告、外文资料翻译等。

第 10  周：论文的初稿撰写撰写毕业设计(论文)初稿并上交指导教师修改。

第 11  周：论文修改、定稿在指导教师初稿批改的基础上，完成毕业设计（论文）的终稿，并提交给指导教师进行修改审阅，直到指导教师认为可以定稿为止。

第 12  周：配合指导教师完成毕业论文打印、装订工作，并将打印好的论文和相关材料交指导教师评阅，经指导教师认可方可参加答辩，并做好答辩准备。

第 13  周：论文修改论文答辩

第 14  周：公开答辩

 

同意开题

 

                                        指导教师签名：          日期：2014.3.16