基于Zigbee的森林火灾监测模型研究

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森林火灾是一种突发性强、破坏性大、处置救助较为困难的自然灾害。由于无线传感器网络在无人值守的环境监测、灾害扑救等特殊领域,具有传统技术无法比拟的优势,基于无线传感器网络的森林火险实时监测技术在国内外已经引起高度重视。Zigbee技术是专为低速率传感器和相应控制网络设计的标准无线网络协议栈,它具有低功耗、短时延、低成本、可靠安全等鲜明的特点,是最适合无线传感器网络的标准之一,这将在林火探测领域扮演重要角色。本文在探讨森林起火因素的基础上,构建了一种基于Zigbee无线传感器网络的森林火灾实时监测系统。主要内容和创新点如下:首先,根据林火的物理特征构建火险探测及蔓延模型;其次,依照Zigbee通信协议和探测传感器规格设计选择节点电路板并编写相应软件程序,实现重点林区的实时监测;接着,探讨了远程监测系统的实现。简要介绍系统关键部件后,重点研究了传感器中心节点和上位机通信、上位机接收并分类存储传感数据等核心内容;随后,对目标区域最佳有效覆盖以及节点节能进行了算法分析探讨;最后,对本文所建系统进行了调试仿真,验证了监测效果。论文构建的系统能够实时监测林区温湿度等相关环境参数的变化,不仅可以探测到处于萌芽期的小火火情,而且还具有低成本、低功耗、实时远程监测的效果,弥补了传统林火探测技术的不足,为有关部门采取相应的防火、灭火措施提供了决策依据。
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