物联网论文

《物联网技术导论》应用设计报告

题目：基于无线传感器网络的地震报告系统

学院：自动化

班级：

姓名：

学号：

2013/5/10

地震报告系统

摘要：

前几年物联网这三个字一直以“炒作概念”为先。什么是物联网通俗一点而言就是“物与物之间的联系”。而最近两年物联网明确纳入国家“十二五”发展规划物联网终于从“概念”走向“实质”。

而无线传感器网络也是经常运用于物联网技术中，为物联网的发展作出了重大贡献，也使物联网领域扩大了许多，让前景更开朗。而这项技术恰好能够被运用到一种地震报告系统中来，这种系统可以根据需要装备在各种地方。

关键词：无线传感器网络地震报告物联网

正文：

一、无线传感器网络概念

无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）是由大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息，并最终把这些信息发送给网络所有者的。

传感器网络实现了数据的采集、处理和传输的三种功能，它与通信技术和计算机技术共同构成信息技术的三大支柱。

二、应用领域

无线传感器网络所具有的众多类型的传感器，可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样的现象。潜在的应用领域可以归纳为: 军事、航空、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等领域

三、作品设计目标

在地震包括余震的同时，这项地震报告系统会马上把震级分析出来并以语音形式报告给使用者，并提供给使用者相应的应急措施，同时还能把震源距离监测

出来，并报告给使用者，并且还可以把当下关于地震发布的消息搜集并报告。四、相关现状分析

（一）物联网发展和政策支持

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。从“智慧地球”“感

知中国”，“物联网”成为全球瞩目的关键词。被美国列为振兴经济的两大工具之一；被欧盟定位成使欧洲领先全球的基础战略，被中国纳入战略性新兴产业规划重点。业界认为是继计算机与互联网后的又一次信息化浪潮。

（二）地震频发的世界

在当今世界，自然灾害中给人类带来惨痛后果的，地震当属第一。1976年7月28日凌晨3点42分,中国唐山市丰南一带发生里氏7.8级大地震造成24.2万人死亡，重伤16.4万人，名列20世纪世界地震史死亡人数第一；2008年5月12日14时28分04秒，四川汶川、北川发生里氏8.0级地震，地震造成69227人遇难，374643人受伤，17923人失踪。此次地震为新中国成立以来国内破坏性最强、波及范围最广、总伤亡人数最多的一次地震，被称为“汶川大地震”；在不久前，4月20日8时2分在四川省雅安市芦山县（北纬30.3度，东经103.0度）发生7.0级地震，震源深度13千米。每年在世界各地也相继发生大小不等的地震。这么多地震似乎也让有的人成了惊弓之鸟：2013年4月20日8时02分在四川省芦山县地震发生时，江北区海尔路溉澜溪塔山村167号，一名住在4楼的男子翻身从床上爬起向楼下跑，跑到3楼楼梯间，鬼使神差从窗口纵身跃下，下坠途中脚被2楼一根钢筋绊住失去平衡，头部坠地，当场不省人事。这样的事有很多。如果那人知道这只是余震，级别很小，那么就不会那么慌张了。如果人们对发生的地震有一些了解，知道震级，知道怎么应对，那么就不会有这么多错误的悲剧了。

现今，好像还没有这样一个系统。

现今，科学家对地震的准确预测是做不到的，大家只有通过动物们的不寻常举动来判断，既然预测做不到，那么就要把应对做好，尽量减少人员伤亡。五、总体设计方案

这款地震报告系统通过对地震发生时的振动波进行检测分析，因为无线传感器网络以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息，

并最终把这些信息发送给网络所有者，所以首先必须建立一个无线传感器网络；接下来，在该网络中添加齐全的数据，因为传感器网络是一个以数据为中心的网络，然后要能够随时更新地震信息以便使用者查询和系统通知报告；因为该系统还要测距，所以还要利用TOA（Time of Arrival），TDOA（Time Dif ference of Arrival）、超声波、RSSI（Received Sig nalStrength Indicator）和TOF（Time of Light）来测量节点间距离；使用Zigbee标准。

六、技术方案与分析

无线传感器网络是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。网关节点具有双重功能，一是充当网络协调器的角色，负责网络的自动建立和维护、数据汇集。二是作为监测网络与监控中心的接口，与监控中心传递信息。

因为要测出很远距离，所以系统的监测区域要足够大，一般要能够监测到以使用者为中心9级地震源发出的振动波能传播到的地方，然后根据各自需要多么精确的信息，在监测区域部署相应传感器节点，当然这些节点可以供许多使用者共同使用；传感器网络是任务型的网络，脱离传感器网络谈论传感器节点没有任何意义。传感器网络中的节点采用节点编号标识，节点编号是否需要全网惟一取决于网络通信协议的设计。由于传感器节点随机部署，构成的传感器网络与节点编号之间的关系是完全动态的，表现为节点编号与节点位置没有必然联系。用户使用传感器网络查询事件时，直接将所关心的事件通告给网络，而不是通告给某个确定编号的节点。网络在获得指定事件的信息后汇报给用户。这种以数据本身作为查询或传输线索的思想更接近于自然语言交流的习惯。

所以通常说传感器网络是一个以数据为中心的网络，所以该系统必须有齐全的数据，并根据需要及时更新；然后在设备中加入语音功能，用来通知报告使用者，而且盲人也可以使用。

七、作品优势与应用前景

优势：智能管理，远程自动控制，参数实时在线显示，精确度高，由于自主开发设计，费用低。

无线传感器网络有着广泛的实际应用。近年来出现的体积小、价格便宜并带有智能处理能力的传感器节点，使得可以用大量的传感器节点构建无线通信网