基于无线传感器网络的输油管道泄漏检测与信号传输

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hnjyli
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工业社会对石油的需求逐渐加大,长距离输油管道的泄露检测问题变得越发重要。针对常规的检测耗时、费力、难于实时监测的弊端,本文将基于负压波的泄露检测技术与无线传感器网络技术相结合,设计了漏点监测及无线传输系统。重点研究和设计了无线传感器路由算法,并设计了无线传感器节点,做到对长距离输油管道泄漏进行实时监控和报告。由于无线传感器网络节点能量和计算能力有限,需要在设计路由协议时从能量均衡性方面考虑,因此本文在原有的无线传感器树路由算法的基础上加以改进。在网络协调节点中创建邻居表,在信息传输过程中查询节点邻居表,综合考虑节点剩余能量和降低信息传输过程中的路径数,从而降低了信息传输过程中能量损耗,通过对节点剩余能量的计算和查询减少了节点因为过度频繁使用而出现过早死亡的现象,保证能量尽可能的均衡消耗。采用以ZigBee无线传感器网络技术为核心的网络架构,针对传感器节点功能的不同,针对全功能设备和精简功能设备对节点处理器要求的不同,选择不同控制器芯片进行了设计,可以在大规模使用节点时起到减少开销的目的。在硬件设计完成的基础上对软件部分进行相应设计,将总体划分为四个层次,对每一层次单独设计并由串口连接保证整体功能完整性,提高软件可移植性和检测时的方便性。通过对改进路由算法和传统路由算法的仿真对比,可以看到改进后的路由算法明显降低了节点的能量消耗以及死亡节点个数。在节点通信测试中,对两个网络协调节点的数据传输进行了测试,测试结果表明本课题设计出的网络节点可以实现通信功能。
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