无线传感器网络在冰川环境监测中的应用研究

冰川作为淡水库存资源和气候指示器,对其观测手段的改进非常重要.集成了传感器、嵌入式操作系统、无线网络技术的无线传感器网络,是一种全新的信息获取与处理技术,在环境监测中具有很好的应用和优势.针对无线传感器网络在极端环境冰川监测中的应用进行了分析,给出了部署的网络结构,传感器节点的数据传输途径,以及冰川环境下无线传感器网络需要关注的操作系统功能、传感器材质、长时间能耗、冰下部署的通讯能力等问题,并提出了需要改进的技术方面问题.结合集成网络摄像机,利用Google Earth、 Google SketchUp等技术给出了构建全天候的观测网络和实时数据展示平台的措施.讨论了将特定冰川观测区域的无线传感器网络的观测数据,与天空中的遥感卫星监测数据进行结合,构成"天地一体化"的监测研究系统的可行性.     

生态-水文中无线传感器网络应用研究

无线传感器技术的成熟推动了无线传感器网络在环境监测中的广泛应用.但在高寒高海拔极端恶劣环境下,开展无线传感器网络应用的较少.从生态-水文研究出发,选取关注度较高的黑河流域一级支流马粪沟子流域为研究区域,配合现有定点观测系统,提出一种适宜生态-水文模型需要的面上密集数据观测的无线传感器网络系统框架.重点讨论了无线传感器观测网络的实现方案、观测点的选取、传感器节点的部署、节点的网络拓扑构成以及传感器网络的软、硬件组成,实现了已经部署的无线传感器观测网络的数据自动采集、自动传输、自动处理及数据可视化展示等,总结并分析了无线传感器网络在生态-水文应用与研究中存在的问题和经验,并对应用前景进行了展望.     

基于无线传感网络的多点辐射监测系统的实现

介绍了一种新型基于无线传感网络的多点辐射监测系统的实现。阐述了采用G-M管作为辐射探测器,以tim e-to-count技术作为测量方法,基于无线传感网络完成多点辐射强度检测的软、硬件实现技术要点。无线传感网络是由大量传感器结点通过无线通信技术自组织构成的网络,能够对监测区域内的信息进行实时协作的监测、采集、处理和传输。为提高数据传输的可靠性,系统采用监测节点、汇聚节点和中心控制节点的多维异构网络结构。     

煤矿井下无线传感器网络三维定位算法研究

针对煤矿无线传感器网络定位存在节点模型不合理、定位精度差、算法不稳定等问题,提出一种新的煤矿井下巷道节点模型,并在此基础上提出基于粒子群算法的煤矿井下无线传感器网络节点三维定位算法。该算法将三维空间中未知节点与相邻的信标节点之间的估算距离和测量距离的均方误差作为优化的目标函数,通过粒子群优化来提高定位精度。理论分析和仿真结果表明,该算法具有定位精度高以及稳定性较好等特点,适用于煤矿井下无线传感器网络节点定位。     

深圳地铁将实现 WiFi 全覆盖

随着智能手机的普及,在地铁车厢中拿着手机刷微博、浏览网页的乘客越来越多,而当列车在穿越不同的区域时,手机信号也会出现波动,影响乘客的上网体验。为了满足地铁乘客对无线上网通信技术和无线信息的迫切需要,提升地铁信息化建设水平和运营服务水平,深圳地铁集团日前开展了无线上网业务引入地铁的项目研究,并提出了详细方案。今后深圳地铁将实现无线上网（WiFi）信号全线覆盖,并为广大地铁乘客提供免费无线上网服务。为了验证方案可行性,深圳地铁集团经过两年多的静态、动态等模拟测试,尤其是验证是否对地铁信号等系统产生干扰进行了反复试验,在获取大量数据的基础上,优化了系统方案。测试结果表明：地铁信号系统与无线上网 WiFi 分别设在不同信道,技术方案可行,对地铁系统没有干扰,可以满足地铁乘客上网需求。据悉,地铁集团已完成深圳地铁无线上网系统的前期试验工作,现正在进行地铁1、2、5号线的车站设备安装和相应线路的车辆设备安装,各项设备安装进展顺利,部分车站和车辆已安装完成,正在进行调试。在全部设备安装完成后,需要进行是否对地铁运营系统干扰的反复测试以及相关大客流用户体验测试,待所有检测通过后,地铁无线上网系统将向地铁乘客开放使用。深圳地铁集团相关负责人介绍,目前,地铁集团正加紧进行工程施工和调试工作,力争早日实现地铁无线上网全线信号覆盖,为广大地铁乘客提供免费无线上网服务。     

基于回归克里格的生态水文无线传感器网络布局优化

在黑河上游八宝河流域建立自动化、时空协同、智能观测的生态水文无线传感器网络,实现分布式的地面观测,对于定量刻画流域尺度时空异质性较强的生态水文要素的动态特征及其不确定性具有重要意义。在观测网设计过程中,节点的空间布局将直接影响到无线传感器网络的观测水平。为准确捕捉流域内关键生态水文要素的时空变异性和场分布,探讨了一种基于回归克里格模型的空间采样布局优化方法,并以地表温度观测网优化为例,应用到八宝河流域生态水文无线传感器网络布局方案设计中。研究结果表明,该优化方法同时考虑了目标变量与环境变量之间的相关关系以及残差在空间上的自相关特征,可以同时优化目标变量的地理空间和属性空间。优化后的无线传感器网络可以较好地捕捉流域内生态水文要素的时空动态特征。     

物联网技术在水资源管理中的应用探索

分析物联网技术的相关概念及其关键技术以及目前物联网技术在水资源管理方面的初步应用,提出＂水资源智慧网络＂的概念。＂水资源智慧网络＂由感知（节点信息采集层）、传输（信息传输层）、应用（应用平台层）3个层面的系统组成。探索实现＂水资源智慧网络＂所需要的传感技术、无线组网、应用支撑平台等技术。分析＂水资源智慧网络＂在水环境智能监测、计量、调度和管理方面的具体应用。指出物联网在＂水资源智慧网络＂构建中所面临的困难和挑战。     

深孔智能化钻井参数无线实时传输系统研究

智能化、自动化、信息化是钻井工程的发展方向。为实时、安全、准确、高效地获取钻井现场实时数据,研究了一套由3种无线传输模式组成的深孔智能化钻井参数无线实时传输系统。基于LabVIEW软件平台采用模块化编程,完成由无线发送接收模块、远程网络传输模块、数据库模块、复杂钻进工况识别模块、事故诊断模块等5大模块组成的无线实时传输系统。通过室内仿真测试与现场应用,说明其满足现场应用要求,可应用于复杂、深孔、智能化钻井现场,满足深部资源探矿工程的需要,支持国家重要能源资源勘探工程。     

基于手机短信的无线传感器网络的远程数据传输

通过手机短信激活GPRS连接,实现无线传感器的双路(GPRS模式与GSM模式)远程数据传输,以期达到GPRS模式和GSM模式之间的功能互补,增强了远程数据传输的稳定性和可靠性。描述了该方法的具体实现过程,给出了相关程序,在新疆煤田自燃火区监测中对系统进行了实际测试。结果表明,该系统可以准确、实时地实现无线传感器网络的远程数据传输。     

一种面向水质监测的地球空间传感器网络架构

地球空间传感器网络将无线传感器网络与地理信息系统、全球定位系统、卫星遥感等技术进行了有效的交叉与融合,但目前仍缺乏统一的体系结构;因此,提出了一种面向水质监测的地球空间传感器网络架构,重点内容是其中数据管理子系统的软件设计与具体实现。考虑到监测数据具有分布式、多源、异构等特点,因而数据管理子系统的设计是基于面向服务的软件体系架构（SOA）,采用富互联网应用（RIA）技术作为主要的软件开发方式,使整个系统具有自动刷新、负载平衡等特点。通过在加拿大安大略省的具体应用,与传统的各种水质监测手段进行对比,该架构具有监测内容更全面、数据显示更直观等优势。     

无线扩频技术在数据传输中的应用

本文介绍了无线扩频技术的原理、特点以及其在数据传输中的应用,所组成的无线传输网络,在很多方面都具有有线传输网所无法比拟的优越性。     

无线网络中的扩频传输和微蜂房结构技术

计算机无线局域网是计算机网络技术与现代通讯技术相结合的产物，如同移动电话一样，它可使计算机与网络的通信变得非常灵活和方便。支持无线局域网的关键技术是扩频传输技术和微蜂房技术。     

应用CP网络进行岩性识别

为通过测井解决岩性识别问题，引入了具有分类准确、算法简练等优点的CP（Counter-Propagation)网络。在详细介绍CP网络的网络模型和算法的基础上，结合某油田的实际测井资料，进行了CP网络识别研究。应用结果表明：CP网络训练周期短、识别准确率高、不存在收敛问题。通过试验研究得出结论：CP网络完全可以用于解决岩性识别等问题，具有广阔的应用前景。     

分布式电法采集站控制系统的设计与实现

针对分布式电法勘探的特点,提出了一种以新一代高性能低功耗的ARM处理器AT91SAM9G45为核心的分布式电法采集站控制系统的设计方案,系统包括128 MB的DDR2SDRAM内存系统、256 MB Nand Flash存储块以及CF Card接口,同时支持ZigBee模块、WiFi模块和蓝牙模块用于无线控制和数据传输。通过移植内核和驱动程序,并由SSC接口成功地接收到来自DSP的采集数据,进而验证控制系统功能的可信性,从而为分布式电法采集站的控制系统,提供了一种可行的设计方案。     

黑河流域生态水文传感器网络设计

在黑河上游八宝河流域和中游盈科灌区,以无线传感器网络为纽带,高效集成流域尺度内密集分布的、多源异构传感器的各种气象、水文及生态观测项目,建立自动化、智能化、时空协同的、各观测节点远程可控的生态水文传感器综合观测网络;通过优化地面采样方案,精细观测和准确度量流域尺度内空间异质性较强的关键水文生态要素的时空动态过程、时空变异性和不确定性;研究针对星载/机载遥感真实性检验的地面传感器采样方案,精细验证遥感反演精度,深入挖掘各种遥感手段在流域综合观测中的作用和潜力;全面提高流域水文生态过程的综合观测能力和观测自动化水平。     

岩土工程数码监测无线传输方法及其装置

变形监测在工程、施工、运行各阶段均发挥着重要的作用,是确保岩土工程施工、运行安全必不可少的技术措施,是完善岩土工程设计方法的关键性环节和施工、运行技术决策的重要依据。传统的人工监测方法费时费力且监测频次和结果均难以保证。一种基于公用电话网和GPRS网络的数码监测无线传输方法及其装置,通过基于公用电话网的数据采集通信设备,由主控计算机通过无线传输配套软件,设置、控制监测现场的数据采集仪,并将监测结果通过GPRS网络无线传输至主控计算机,从而实现无人值守条件下的岩土工程变形数码遥测。该装置结构简单、精度和自动化程度高、误码率底、稳定性好,监测结果也更为准确、稳定、直观,使岩土工程变形监测不再艰苦和繁重,尤其适用于环境艰苦、条件恶劣等地的自动化遥测。     

非连续裂隙网络水流计算机模拟

本文以湖北某地区为例,对工作区二迭及三迭系地层的基岩裂隙进行了统计分析,并对其裂隙网络及水流进行了计算机模拟。利用非连续介质方法就非连续裂隙网络的连通性、裂隙长度对网络导水能力的影响、裂隙网络的方向导水系数、网络内水头分布特征等问题进行了初步的探讨。     

岩溶水系统的径向基神经网络仿真

岩溶水系统的复杂性决定了其输入与输出间具有非常复杂的非线性关系,利用人工神经网络方法进行系统的仿真是一种十分有效的手段.本文以MATLAB为平台,介绍了RBF网络的基本原理与训练方法,具有结构自适应确定、输出不依赖初始权值的优良特性.试用该方法建立了济南市岩溶水系统地下水位及其影响因子间的RBF网络模型,讨论了训练样本集与检测样本集的构建、原始数据的预处理方法、神经网络训练误差设置等重要环节,并与同结构的BP网络进行了对比,其结果BP网络效果依赖初始权值,表现出极不稳定性,且训练速度更慢,RBF网络具有更好的应用价值.     

农业地质环境监测网络建设初步设想——以浙江省农业地质环境监测为例

文章主要根据浙江省已经完成的农业地质环境调查成果,按照地质环境监测的基本思想,从监测目标任务、监测网络建设、监测信息系统等方面,对构建浙江省农业地质环境监测网络提出了初步设想,并提出了农业地质环境监测网络建设的几个关键问题,以供探讨。     

深孔智能化钻井参数远程监控及工况识别系统研究北大核心CSCD

为实时、安全、准确、高效地获取钻井现场实时数据,配套已有智能化钻参仪系统或者录井信息系统,本研究通过虚拟仪器LabVIEW、Matlab、C++、Access数据库、神经网络相结合的编程方式,完成由无线发送接收模块、远程网络传输模块、数据库模块、复杂钻进工况识别模块、事故诊断模块等5大模块组成的一套深孔智能化钻井参数远程监控及工况识别系统。基于科学钻探汶川科钻WFSD-4孔的传输及应用,证明其方便快捷,可广泛适用于配套不同类型的智能化钻参仪,提升钻井信息化水平,远程实时作业监控,工况识别事故诊断,为深部岩心钻探、干热岩高温钻孔、科学钻探工程、新能源资源勘查提供技术支撑。