無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)及其在光纜干線(xiàn)預(yù)防性維護(hù)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)
時(shí)間:2016-01-08 15:56:46 來(lái)源：
無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種自組織網(wǎng)絡(luò)，具有快速展開(kāi)、抗毀性強(qiáng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于國(guó)防軍事、國(guó)家安全、環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面。本文根據(jù)光纜干線(xiàn)預(yù)防性維護(hù)需求和無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，給出了基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的光纜干線(xiàn)預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。OPGW光纜
1．引言
隨著通信技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展和不斷融合，一種具有感知能力、計(jì)算能力和通信能力的新型網(wǎng)絡(luò)—無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)逐步發(fā)展起來(lái)了，因其具有開(kāi)設(shè)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、抗毀性強(qiáng)、隱蔽性高等優(yōu)勢(shì)，在發(fā)達(dá)國(guó)家得到了很好的應(yīng)用。OPGW光纜
2．無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)及其特點(diǎn)
無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network, WSN）是一種新型的信息獲取系統(tǒng)，是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地監(jiān)測(cè)、感知和采集網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)各種感知對(duì)象的信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行處理，最終發(fā)送給觀(guān)察者。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種低功耗、自組織網(wǎng)絡(luò)，一般由一個(gè)或多個(gè)基站（Sink節(jié)點(diǎn)）和大量部署于監(jiān)測(cè)區(qū)域、配有各類(lèi)傳感器的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。每個(gè)節(jié)點(diǎn)成本低，功耗小，具有一定計(jì)算處理能力、通信能力。雖然單個(gè)節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)并不精確，也不可靠，但是大量節(jié)點(diǎn)相互協(xié)作形成高度統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高了數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確度和運(yùn)行的可靠性，可部署于在敵占區(qū)、災(zāi)害區(qū)、核反應(yīng)堆等人力不可達(dá)的特殊區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、傳輸?shù)?，具有其他網(wǎng)絡(luò)無(wú)法比擬的特性，可廣泛用于國(guó)防、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能家居等領(lǐng)域。OPGW光纜
與蜂窩網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)等其它無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)相比，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)有其自身的顯著特點(diǎn)：
l) 分布式、自組織性。無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)是由對(duì)等節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，不存在中心控制。管理和組網(wǎng)都非常簡(jiǎn)單靈活。不依賴(lài)固定的基礎(chǔ)設(shè)施，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具有路由功能，可以通過(guò)自我協(xié)調(diào)、自動(dòng)布置而形成網(wǎng)絡(luò)，不需要其它輔助設(shè)施和人為手段。
2)健壯性。由于能量限制、環(huán)境干擾和人為破壞等因素的影響，傳感器節(jié)點(diǎn)會(huì)損壞，導(dǎo)致一些傳感器節(jié)點(diǎn)不能正常工作，但隨機(jī)分布的大量節(jié)點(diǎn)之間可以協(xié)調(diào)互補(bǔ)，保證部分傳感器節(jié)點(diǎn)的損壞不會(huì)影響到全局任務(wù)。
3)可擴(kuò)展性。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中增加新的無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)時(shí)，也不需要其它外界條件，原有的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)可以有效地融納新增節(jié)點(diǎn)，使新增節(jié)點(diǎn)快速融入網(wǎng)絡(luò)，參與全局工作。
4) 動(dòng)態(tài)拓?fù)?。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)可能會(huì)因?yàn)槟芰亢谋M或其他故障退出網(wǎng)絡(luò);有些節(jié)點(diǎn)可能處于工作狀態(tài)，有些節(jié)點(diǎn)可能處于關(guān)閉狀態(tài)，沒(méi)有參與網(wǎng)絡(luò)通訊;也有可能又會(huì)新增大量的節(jié)點(diǎn)融入網(wǎng)絡(luò)，這些都會(huì)使網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)隨時(shí)發(fā)生變化。
5)應(yīng)用相關(guān)。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)用來(lái)感知客觀(guān)物理世界，獲取物理世界信息。不同的傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用關(guān)心不同的物理量，因此不同應(yīng)用背景將導(dǎo)致不同的節(jié)點(diǎn)硬件平臺(tái)、軟件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)不能象 Internet一樣具有統(tǒng)一的通信協(xié)議平臺(tái)，必須針對(duì)具體應(yīng)用來(lái)研究傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。這也是無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)區(qū)別于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的顯著特征。
6) 規(guī)模大。為了提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，通常在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)部署大量傳感器節(jié)點(diǎn)，傳感器網(wǎng)絡(luò)可能包含多達(dá)數(shù)千甚至上萬(wàn)個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)。傳感器網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模性還能夠通過(guò)不同空間視角獲得更大的信噪比，從而提高監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性。
7)高冗余。節(jié)點(diǎn)的大規(guī)模部署使得無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)通常具有較高的節(jié)點(diǎn)冗余，網(wǎng)絡(luò)鏈路冗余以及采集的數(shù)據(jù)冗余，從而使得系統(tǒng)具有很強(qiáng)的容錯(cuò)能力。
8)空間位置尋址。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)一般不需要支持任意兩個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，傳感器節(jié)點(diǎn)不必具有全球唯一的標(biāo)識(shí)，不必采用因特網(wǎng)的IP尋址。用戶(hù)往往不關(guān)心數(shù)據(jù)采集于哪一個(gè)節(jié)點(diǎn)，而關(guān)心數(shù)據(jù)所屬的空間位置，因此可采取空間位置尋址方式。從這個(gè)意義上講，傳感器網(wǎng)絡(luò)通常以數(shù)據(jù)本身作為查詢(xún)或傳輸線(xiàn)索，因此傳感器網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)。
3．光纜干線(xiàn)預(yù)防性維護(hù)需求
光纖通信傳送網(wǎng)是其它業(yè)務(wù)網(wǎng)系的基礎(chǔ)，光纖通信傳送網(wǎng)一旦出現(xiàn)阻斷，將影響其承載的各業(yè)務(wù)網(wǎng)系，因此，如何采取措施，預(yù)防光纖通信傳送網(wǎng)的阻斷，就顯得尤為重要。在光纖通信傳送網(wǎng)的阻斷中，有一部分阻斷是由滑坡、塌方、地基沉降等自然災(zāi)害引起的，并且在同一地段具有多發(fā)性的特點(diǎn)，因此，我們可以應(yīng)用無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)光纜干線(xiàn)經(jīng)過(guò)的險(xiǎn)情高發(fā)地段進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)警，提前預(yù)報(bào)險(xiǎn)情，提醒線(xiàn)路維護(hù)人員提前進(jìn)行路基加固定、線(xiàn)路搶代通及線(xiàn)路整改等準(zhǔn)備工作，將安全隱患消滅在萌芽狀態(tài)。
返回首頁(yè)
