文档介绍：分类号:TN925 学校单位代码:10446
硕士学位论文
论文题目:基于 ZigBee 的远程森林火灾监测系统的研究
研究生姓名:王霞
学科、专业:通信与信息系统
研究方向:无线通信
导师姓名、职称:赵建平教授
论文完成时间:2013 年 4 月
基于 ZigBee 的远程森林火灾监测系统的研究
The remote monitoring system of forest fire based
on ZigBee
曲阜师范大学物理工程学院
2013 年 4 月
曲阜师范大学研究生学位论文原创性说明
(根据学位论文类型相应地在“□”划“√”)
本人郑重声明:此处所提交的博士□/硕士□论文《基于 ZigBee 的远程
森林火灾监测系统的研究》,是本人在导师指导下,在曲阜师范大学攻读博
士□/硕士□学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除注明部分外
不包含他人已经发表或撰写的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的
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人承担。
作者签名: 日期:
曲阜师范大学博士/硕士学位论文使用授权书
(根据学位论文类型相应地在“□”划“√”)
《基于 ZigBee 的远程森林火灾监测系统的研究》系本人在曲阜师范大学
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以公开发表论文的全部或部分内容。
作者签名: 日期:
导师签名: 日期:
摘要
摘要
森林是人类生产和生活不可或缺的重要资源,随着工业的高速发展和人们生活水平的
逐步提高,人类对森林资源的需求也随之升高。而森林资源也不断遭到各种各样的破坏,
火灾便是其摧毁者之一。森林火灾具有突发性强,破坏性强,摧毁面积大,扑救难度大等
特点。鉴于已有森林火灾监测方式的缺陷和不足,引进 ZigBee 无线网络构建远程森林火灾
监测系统,利用无线射频 ZigBee 技术构建起树簇型网络,来实现对森林环境的全覆盖。
无线传感网络具有部署简单,容错性高,价格低廉等优点,可在林区进行无人监测。该系
统利用传感器网络的终端节点对森林环境的温度,湿度,光照强度,烟雾浓度进行采集和
监测,并把采集和处理后的数据通过 GPRS 模块传输到远程控制中心,由控制中心对林区
状况做出判断。本系统还添加了消防员随身携带的移动节点,在林火发生时,有消防员在
现场救援的情况下,用以采集消防员的生命体征参数,以及时了解现场人员的安全状况,
避免对现场盲目评估而造成的人员伤亡。
无线传感网络采用树簇状网络结构,分为三个部分,分别是终端节点,簇首节点,协
调器节点。其中,终端节点用来采集和发送环境数据,簇首节点用来中转数据,协调器节
点用来分析和处理数据。每个终端节点上分别带有数字式温湿度传感器 SHT11,烟雾传感
器 MQ-2 以及光照强度传感器 TSL2550。消防员随身携带的移动节点上除具有以上传感器
外,还附加有 SWS01 血氧饱和度监测模块。系统采用功耗低、2530
作为环境参数采集部分的处理器,协调器节点采用低功耗芯片 MSP430F149 作为处理器。
利用 Protel 99 se 绘图软件对终端节点和协调器节点以及 GPRS 等部分的电路原理图进行
了绘制。
软件部分主要对终端节点程序,协调器节点程序,移动节点程序,路由算法程序,GPRS
模块程序,RSSI 定位算法程序进行了设计。最后将串口 RS232 连接到 PC 机上通过串口调
试助手对建网和通信进行了测试,对温湿度数据采集进行了测试,测试结果表明,系统能
够提高森林火灾监测系统的可靠性和高效性。
本文的创新点是针对国内外众多学者对无线传感器网络在森林火灾的研究方面,多数
停留在注重火情信息采集的基础上,添加进了对消防员人身安全的评估模块。
关键词:森林火灾监测;无线传感器网络;ZigBee 技术;消防员生命体征;
节能
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Abstract
Abstract
The forest is the n