【摘 要】
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智慧物联网行业的兴起,为草原火灾监测预警系统的实现提供了更加细致精密的手段。在草原火监测中,运用各类传感器对草原环境进行有效的监测,以大数据分析及人为控制等手段为草原构建出各季最优环境,是进一步抑制草原火灾的重要举措。本文针对现有的草原火监测系统存在的数据采集时能量所耗较多、数据因未进行全网同步而不具有时效性等问题,选用以ZigBee为技术基础的成本较低、功耗适中、分布式自组织无线传感器网络,设计
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智慧物联网行业的兴起,为草原火灾监测预警系统的实现提供了更加细致精密的手段。在草原火监测中,运用各类传感器对草原环境进行有效的监测,以大数据分析及人为控制等手段为草原构建出各季最优环境,是进一步抑制草原火灾的重要举措。本文针对现有的草原火监测系统存在的数据采集时能量所耗较多、数据因未进行全网同步而不具有时效性等问题,选用以ZigBee为技术基础的成本较低、功耗适中、分布式自组织无线传感器网络,设计了一套基于CC2530芯片带有同步机制型草原火监测系统。整个草原火监测系统分为三部分,分别命名为感知端、网络端、应用端。感知端,即ZigBee网络,它主要的作用是通过各种传感器敏感草原上的物理量(比如空气温湿度、烟雾颗粒、土壤湿度等),之后通过拓扑将数据上传到网关。因其拓展性好及可组建庞大网络等特点,故采用树-簇型分层拓扑。而且为达到整个传感网能耗较小的效果,我们为上层网络及下层网络分别选用贝叶斯估计型改进RBS算法及贝叶斯估计型改进TPSN算法,通过实验发现两改进算法虽整体在精度上不如各自经典算法,但精度相差较小。经典算法需在样本量足够时(50组样本点后)结果才有足够的可信度,而改进算法在小样本点时就足以采信。如此一来,整个网络的同步只需要少量样本点的采集即可实现,极大的减少了数据无线交换,进而降低了整个网络的能耗。网关,即网络端,在接收到来自感知端的数据后,首先进行数据预处理,将数据中的缺损、乱码数据进行整改,之后将完整数据重新排序展示,最后将数据上传到私有云端,从后续可视化效果来看,感知端数据同步效果不错,整体网络同步误差在1-3ms内。私有云,即应用端,在接收到来自网关的数据之后,一方面将数据保存到数据库以便后续对数据进行分析,另一方面则将数据进行展示。
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