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基于ZigBee的地质灾害环境监测系统设计与实现

目录

一、内容概览．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.1.1自然环境变化趋势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.1.2灾害风险分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

1.2.1国外相关技术进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

1.2.2国内研究现状述评．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

1.3主要研究内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

1.4技术路线与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

1.5论文结构安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

二、关键技术分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

2.1ZigBee通信技术原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

2.1.1网络拓扑结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

2.1.2协议栈层次．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

2.1.3技术特点优势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

2.2地质灾害监测传感器技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

2.2.1水文监测传感器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

2.2.2应力应变监测传感器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

2.2.3位移监测传感器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

2.2.4其他辅助传感器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

2.3数据传输与处理技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

2.3.1数据融合方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

2.3.2数据安全机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

2.4系统平台架构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

三、系统总体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

3.1系统设计目标与原则．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

3.1.1功能性目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

3.1.2可靠性要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

3.1.3设计原则遵循．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

3.2系统整体架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

3.2.1分层结构模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

3.2.2主要功能模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

3.3监测点节点设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54

3.3.1硬件组成方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57

3.3.2软件功能实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62

3.4网络通信链路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63

3.4.1网络拓扑规划．．．．．．．．．．．．