基于ZigBee无线传感器网络的供水管道漏水触发组网研究

摘要

当前，我国水资源短缺极为严重，日渐成为制约国民经济社会发展的关键因素。如何有效保护水资源关乎到国民经济的发展。然而在日常生活中，因发现供水管道泄漏不及时造成的水资源浪费现象屡见不鲜。如果可以及时发现供水管道泄漏现象，并针对性的采取措施，可以有效地减少水资源的浪费，降低损失。因此，利用无线传感器网络的自组织、网络节点多、多跳、可靠性高等特性，建立一个无线传感器网络，实时监控管道状况具有巨大的应用价值。
　　供水管网某点发生泄漏事件，是一个小概率随机事件。每一个无线传感器网络节点布设在地下环境中，不可能对其进行充电；如果全部持续监测，节点将在6个月左右因电量耗尽而失效，影响网络性能。如何有效地降低能耗，提升网络寿命是本文关注的重点问题之一。
　　城市供水管网覆盖范围较广，受无线传感器网络节点通信距离，工作方式及漏水信号特性等影响，如何合理地布设节点，完成网络搭建也是本文重点研究的内容。
　　本文根据上述两个问题进行了深入研究，提出了针对供水管网的漏水触发组网设计方案，并通过OPNET仿真平台搭建网络，完成整体网络设计。论文的具体内容包括：
　　（1）介绍了无线传感器网络发展和应用情况，分析了ZigBee技术标准，介绍了ZigBee组网流程。
　　（2）根据供水管网监测实际需求，设计了基于ZigBee的供水管道漏水触发组网设计。通过节点部署、拓扑选择、节点入网、工作方式、触发组网和路由协议选择，完成组网设计。
　　（3）利用OPNET平台完成仿真。依据漏水触发组网研究，仿真中从网络层到节点层，再到进程层依次设计并进行仿真。

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