学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于无线传感器网络的油田火灾定位技术研究

作　者: 花晓慧
导　师: 齐怀琴
学　校: 齐齐哈尔大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 无线传感器网络定位油田火灾
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 46次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

目前，信息化技术在推动生产力发展上越来越受到重视，尤其是在火灾监测、定位领域。无线传感器网络是实现信息化的重要手段，它是多学科交叉的新兴研究领域，综合了传感器技术、网络及无线通信技术和分布式信息处理等技术，能够通过各类微型传感器节点间的协作，实时感知和采集被监测对象的信息，并进行及时、准确定位。油田环境具有范围大、火灾突发情况紧急等特点，因此，对其处理要在最短时间内，做到准确、及时，那么，定位技术即是非常重要的。本课题采用基于无线传感器网络的火灾定位技术，能够很好的满足油田火灾所需的各种要求，与传统的数据采集系统相比，无线传感器网络具有监测范围大、监测数据准确的优势。针对油田自然情况的需求对基于无线传感器网络的油田火灾定位算法进行了具体研究。论文首先详细介绍无线传感器网络的研究背景、国内外研究现状，以及油田火灾定位算法的研究现状，阐述了选题的意义。其次，在深入分析油田环境的特点和需求的基础上，提出了总体设计方案，并对监测、定位系统需解决的关键技术进行了阐述。第三，对基于无线传感器网络的油田火灾定位算法进行了研究，重点讨论了系统的测距技术，进行了MATLAB仿真及FPGA的实现，并将改进的测距手段与传统测距手段进行了比较分析，并给出了相应的模拟仿真结果。第四，建立了系统的仿真测试环境，并进行了调试。测试结果表明该系统在环境信息采集方面有较高的准确性和可靠性，具有较强的应用价值。最后，对所做工作进行了总结并对下一步工作提出展望。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
1 绪论  11-18
  1.1 课题背景  11-13
  1.2 WSN 定位技术  13-14
  1.3 国内外现状  14-16
  1.4 论文的主要工作与组织结构  16-17
  1.5 本章小结  17-18
2 基于 WSN 技术的油田火灾定位模型  18-24
  2.1 模型总体设计  18-19
  2.2 油田火灾无线传感器网络  19-21
    2.2.1 油田火灾的 WSN 结构  19-21
    2.2.2 传感器节点数据采集  21
    2.2.3 传感器网络节点能量管理  21
  2.3 基于 WSN 技术的油田火点定位  21-23
  2.4 本章小结  23-24
3 基于 WSN 的节点定位算法  24-51
  3.1 定位技术基础  24-27
    3.1.1 三边测量定位技术  24-25
    3.1.2 三角测量定位技术  25-26
    3.1.3 极大似然估计定位技术  26-27
    3.1.4 实际应用中定位技术的选择  27
  3.2 传统测距定位算法  27-30
  3.3 基于扩频码测距的 WSN 定位算法  30-33
    3.3.1 扩频码测距技术优点  30-31
    3.3.2 伪码扩频系统  31-32
    3.3.3 定位结构说明  32-33
  3.4 扩频码测距手段实现  33-40
    3.4.1 扩频码测距基本原理  33-34
    3.4.2 测距算法的选择  34
    3.4.3 扩频码测距实现  34-38
    3.4.4 定位算法研究  38-40
  3.5 MATLAB 仿真与结果分析  40-46
    3.5.1 仿真流程设计  40-41
    3.5.2 MATLAB 仿真程序  41-44
    3.5.3 仿真结果  44-46
  3.6 算法性能评价  46-50
    3.6.1 伪码扩频算法性能分析  46-48
    3.6.2 伪码扩频算法与 DV-HOP 算法性能比较  48-50
  3.7 本章小结  50-51
4 定位算法的 FPGA 实现  51-67
  4.1 ISE 开发环境  51-52
  4.2 Xilinx IP 核的使用  52
  4.3 FPGA 实现流程  52-55
  4.4 FPGA 程序流程图  55
  4.5 FFT 模块分析  55-58
    4.5.1 实现的功能  55-56
    4.5.2 时序关系说明  56-57
    4.5.3 仿真实现  57-58
  4.6 本地伪码 FFT 存储模块分析  58-61
    4.6.1 实现的功能  58-59
    4.6.2 时序关系说明  59-60
    4.6.3 仿真实现  60-61
  4.7 复乘模块分析  61-63
    4.7.1 实现的功能  61-62
    4.7.2 时序关系说明  62
    4.7.3 仿真实现  62-63
  4.8 IFFT 分析  63-64
    4.8.1 实现的功能  63-64
    4.8.2 仿真实现  64
  4.9 检测判决模块分析  64-66
    4.9.1 实现的功能  64-65
    4.9.2 仿真实现  65-66
  4.10 本章小结  66-67
5 系统程序调试  67-74
  5.1 FPGA 资源利用情况分析  67
  5.2 时序方面  67-68
  5.3 FPGA 完成程序布局布线  68
  5.4 硬件调试  68-71
    5.4.1 硬件平台  68-70
    5.4.2 在线调试  70-71
    5.4.3 RAM 载入调试  71
  5.5 FPGA 调试过程中遇到的问题  71-73
  5.6 本章小结  73-74
结论  74-75
参考文献  75-78
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  78-79
致谢  79-80

基于无线传感器网络的油田火灾定位技术研究

内容摘要

全文目录

相似论文