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无线传感器网络在铁路棉花运输安全监测中的应用研究
| 论文题名： | 无线传感器网络在铁路棉花运输安全监测中的应用研究 |
| 关键词： | 铁路棉花运输;无线传感器网络;烟雾传感器;安全状态监测;险情预警;检测策略 |
| 摘要： | 棉花作为重要的经济作物及工业纺织纤维原料之一，在国民经济发展中具有特殊的重要作用。每年约有300万吨的棉花从新疆经由铁路运往内地，但每年都有7、8辆车的棉花在运输途中自燃，不仅严重干扰了铁路运输秩序、威胁铁路运输安全，给企业、国家造成较大的损失，而且会对铁路沿线群众的人身和财产造成威胁，甚至影响少数民族地区的稳定。本文利用无线传感器网络具有成本低、适用性强、部署灵活、操作简单、智能等特点，解决了由于铁路运输环境恶劣，干扰因素众多，运输时间长，不具备供电和联网通讯条件等诸多不利因素所造成的在途监测困难的问题，设计并实现了一套铁路棉花运输安全状态监测系统，用以有效保证棉花的运输安全，减小火灾事故发生的概率。因此课题的研究具有重大的实际意义。 要保证系统对关键数据没有漏报误报的现象，就需要合理的检测策略，保证数据的有效性和可靠性。在此前提下，要保证系统在无供电环境下系统生命周期大于运输时间，则需要完善节能方案，提高能量利用率。这两点是本系统得以推广的重要保证。 本文通过对无线传感器网络各部分的能耗进行分析，结合实际的运输场景，完成了对铁路棉花运输安全状态监测系统中无线传感器网络的检测策略和节能方案的研究。通过对棉花燃烧特性的分析，提出了对棉花安全状态检测需要重点关注的检测量，并利用实验室实验条件对MQ2型、MS5100型烟雾传感器和TGS5042型一氧化碳浓度传感器进行相关选型实验，完成了无线传感器网络中重要传感器节点的设计。针对于铁路运输中无供电条件的情况，将检测策略和节能方案进行结合，降低无线传感器网络中关键动作的能耗，例如传感器采样、节点间通信等。基本实现了铁路棉花运输安全状态监测系统中无线传感器网络的安全状态检测和险情预警功能。测试结果表明:理论上，所采用的节能机制足以满足铁路棉花运输监测的时间要求。 |
| 作者： | 凌炎鑫 |
| 专业： | 铁路信息技术 |
| 导师： | 张宁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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