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基于无线传感网络的重点区域监测系统探讨

作 者: 王枫
导 师: 王宝生
学 校: 国防科学技术大学
专 业: 计算机技术
关键词: 无线传感网络 系统设计 区域监测 分类
分类号: TP212.9
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要


近年来,无线传感网络作为一种构建快速、部署方便的新型网络在军事侦察、环境监测、医疗监护、空间探索、城市交通管理等多领域受到重视,应用前景非常巨大。本论文在借鉴前人研究成果基础上,根据某一类重点区域监测的地理环境特点和安保要求,以无线传感网络为基础进行了监测系统的设计探索。针对该类重点区域的安保要求,分析了监测系统的功能,围绕如何实现这些功能,着重对监测系统节点设计、以及监测系统的入侵监测识别技术进行了研究,为建立该类重点区域监测进行了探索研究。论文在综述无线传感器网络以及区域监控技术在国内外研究和应用现状的基础上,主要完成了以下工作。(1)设计了一类区域监测系统总体方案。在分析一类重点区域监测需求的基础上,从系统总体的角度出发,首先分析并明确了系统设计目标和设计原则,分析确定了监测系统的功能指标,然后对监测系统进行了全局层面上的设计,并对无线传输技术和模块进行了对比分析和选择。(2)完成了一类区域环境监测系统的节点设计,并以流程图的形式完成了监测系统相应的硬件设计和监控基础软件设计,分析确定了监测系统涉及的关键技术。(3)为验证监测系统实时检测地面运动目标的有效性,提出了应用改进短时能量比和信号持续时间判据相结合的方法进行目标信号检测。为降低入侵目标单传感器声检测信号的误检率,研究了基于声传感阵列包罗线叠加的入侵目标检测技术,野外实测实验的目标检测结果验证了该方法的有效性。(4)为验证监测系统实施识别地面运动目标的有效性,进行了野外测试实验,并以采集到的振动信号为例进行了信号识别分析,提取了振动信号的多维特征,以支持向量机作为分类器实现了运动目标的分类,验证了监测系统可用于地面运动目标监测和分类的可行性。

全文目录


摘要  8-9
ABSTRACT  9-10
第一章 绪论  10-14
  1.1 课题研究背景及意义  10
  1.2 无线传感网络国内外研究与应用现状  10-12
  1.3 论文的主要工作及结构  12-14
第二章 无线传感器网络与区域监控概述  14-20
  2.1 无线传感器网络  14-15
    2.1.1 传感器节点结构  14
    2.1.2 传感器网络协议结构  14-15
  2.2 无线传感器网络的整体构成  15-16
  2.3 无线传感网络的特点  16-17
  2.4 无线传感器网络与区域监控  17-20
第三章 重点区域区域环境监测系统总体设计  20-32
  3.1 概述  20
  3.2 系统目标  20
  3.3 设计原则  20-21
  3.4 系统总体功能  21-22
  3.5 系统总体框架设计  22-23
  3.6 无线传输技术路线的对比分析及选择  23-26
  3.7 无线传输模块的选择  26-27
  3.8 监测系统的节点设计  27
    3.8.1 数据监测与采集节点的结构模型  27
    3.8.2 中心节点的设计  27
  3.9 监测系统节点的硬件设计  27-28
  3.10 监测系统节点的基础软件设计  28-30
  3.11 监测系统的关键技术  30-32
第四章 车辆声音与震动信号的触发检测  32-44
  4.0 引言  32
  4.1 声-震阵列在运动目标入侵检测方面的优缺点分析  32-33
  4.2 基于单传感器的地面运动车辆检测  33-37
    4.2.1 单传感器信号检测流程  33-34
    4.2.2 单传感器信号检测触发条件分析  34-36
    4.2.3 单传感器车辆运动检测的实验及结果分析  36-37
  4.3 基于包络线叠加的运动车辆检测方法  37-43
    4.3.1 检测原理和方法  37-40
    4.3.2 实验数据分析  40-42
    4.3.3 讨论  42-43
  4.4 本章小结  43-44
第五章 入侵车辆震动信号的分类识别技术  44-53
  5.1 引言  44
  5.2 单传感器分类识别实验数据采集  44
  5.3 入侵车辆震动信号的预处理  44-45
  5.4 特征提取与分类的基本原理  45-49
    5.4.1 特征提取  46-48
    5.4.2 分类器  48-49
  5.5 震动信号样本的数据处理及分类  49-51
    5.5.1 数据处理  49-50
    5.5.2 分类器设置  50-51
  5.6 单传感器分类实验结果及分析  51-52
  5.7 本章小节  52-53
第六章 结束语  53-55
  6.1 论文工作总结  53-54
  6.2 下一步工作  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-59
作者在学期间取得的学术成果  59

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 发送器(变换器)、传感器 > 传感器的应用
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