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危化品生产厂区无线网络

/hazardous chemical production plant wireless network/
条目作者王冰

王冰

最后更新 2023-03-07
浏览 100
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在危化品生产厂区,由无线传感器组成的分布式传感网络。

英文名称
hazardous chemical production plant wireless network
所属学科
化工

危化品生产厂区无线网络由大量静止或移动的无线传感器以自组织和多跳方式构成,以协作方式感知、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的所有者。具有网络设置灵活,设备位置随时更改,还可以跟互联网进行有线或无线方式的连接等多种优势。无线传感器网络实现了数据采集、处理和传输3种主要功能。

无线传感器网络的发展历程分为以下三个阶段:①第一阶段,可以追溯至越南战争时期使用的传统传感器系统。由振动和声响传感器组成,用于检测对方车队经过产生的振动和声响信息,自动发送到指挥中心,引导战机轰炸。②第二阶段,20世纪80~90年代,主要是美军研制的分布式传感器网络系统、海军协同交战能力系统、远程战场传感器系统等。这种现代微型化的传感器具备感知能力、计算能力和通信能力。③第三阶段,传感器网络技术特点在于网络传输自组织、节点设计低功耗。除了应用于反恐活动以外,在其他领域更是获得了广泛的应用。

危化品生产厂区无线网络系统通常包括传感器节点、汇聚节点和管理节点。

处理能力、存储能力和通信能力相对较弱,通过小容量电池供电。从网络功能上,每个传感器节点除了进行本地信息收集和数据处理外,还要对其他节点转发来的数据进行存储、管理和融合,并与其他节点协作完成一些特定任务。

其处理能力、存储能力和通信能力相对较强,是连接传感器网络与互联网等外部网络的网关,实现两种协议间的转换,同时向传感器节点发布来自管理节点的监测任务,并把无线传感器网络收集到的数据转发到外部网络上。汇聚节点既可以是一个具有增强功能的传感器节点,有足够的能量供给和更多的闪存,将静态随机储存器中的所有信息传输到计算机。通过汇编软件,方便地把获取的信息转换成汇编文件格式,从而分析出传感节点所存储的程序代码、路由协议及密钥等机密信息,同时还可以修改程序代码,并加载到传感节点中。

用于动态地管理整个无线传感器网络。传感器网络的所有者通过管理节点访问无线传感器网络的资源。

危化品生产厂区无线网络的特点主要有:①规模大,危化品生产厂区存在大量高危化学品;生产工艺苛刻,需要在较小空间内密集部署大量传感器节点,监控大量的过程工艺参数。大量信息采集能够提高检测精度,降低对单个节点的精度要求,系统具有较强的容错性能。②自组织,无线传感器被放置在具有很强遮挡效应的化工装置中,需要传感器节点具有自组织能力,即自动配置和管理,通过拓扑控制机制和网络协议自动形成转发监测数据的多跳无线网络系统。③高可靠性,危化品生产厂区处于露天环境,长期受噪声、振动、腐蚀等工艺条件和风吹日晒雨淋等自然条件影响。同时化工装置都有防爆等级要求,需要无线传感器网络具有极高的可靠性。

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