无线网络传感器在地质灾害监测中的应用
近年来我国地质灾害的发生频率越来越高，由此造成的损失也逐年加剧，对地质灾害进行监测的仪器研制工作就显得非常重要。目前已经研制并应用的监测仪器主要是通过线缆连接前端的传感器，这种方式的主要缺点是架线比较困难、同时连接的传感器数量有限，不适合地形复杂、要求监测点多的地质环境。本文提出的无线网络传感器系统，针对地质灾害监测的应用环境，在物理层和mac层采用了ieee802.15.4协议，在网络层采用了zigbee协议，进行了降低功耗和简化路由算法的工作，有效的增加了传感器数量，相对于有线方式具有很大的优越性。
无线网络传感器系统
无线网络传感器系统由传感器节点、基站节点、监控中心组成。传感器节点都具有路由功能，它们与基站节点按照簇树的分层结构自治地组成网络。传感器节点对灾害体变形位移量等进行采集，采集的数据经过处理后，沿着自身优化的路由算法路径传送到基站节点，基站节点汇聚各个传感器节点采集的数据并进行数据融合，通过gprs网络最终到达监控中心。
传感器节点受到存储容量有限、计算能力有限、电源能量有限等诸多条件的限制;基站节点连接传感器网络和外部网络，负责不同协议之间的转换和数据融合工作，实质上起到了一个网关的作用;监控中心对整个网络进行管理，获取监测区域的多种灾害体实时信息。
硬件系统设计
本系统硬件部分包括传感器节点和基站节点，由于功能不同，它们的硬件结构是有区别的。
传感器节点
传感器节点由数据采集处理单元、无线通信单元与供电单元构成，位移传感器采用了高精度的线性电阻，可以保持1mm的测量精度;数据采集处理单元选用了atmel公司的atmegal1281处理器，它具有功耗低和集成度高的特点，内置ad转换器，完成数据采集的工作。
无线通信单元采用了atmel公司的at86rf212芯片，它工作在780mhz（ieee 802.15.4c）的中国wpan频段，适用于ieee 802.15.4与zigbee标准，支持ieee 802.15.4、zigbee协议栈，接收灵敏度可达-110dbm，at86rf212的外围电路。atmegal1281通过spi接口与at86rf212相连，完成数据的发送与命令的接收任务。
供电单元依靠外部的3.6v锂电池为以上的各个部分提供电源，数据采集处理单元和无线通信单元需要3.3v供电，可以直接通过电池提供;位移传感器需要5v供电，需要通过dc-dc模块把3.3v升压为5v。考虑到节能需要，只是在采集的时间点给传感器供电，在睡眠期通过mosfet模块把这部分供电切断以节约电池的电量。
基站节点
基站节点不需要具有数据采集的功能，但是需要连接传感器网络与gprs网络，负责接收监控中心下发的命令（定时采集间隔等）、接收传感器节点的请求与数据，具有网络协调、数据融合、下发命令、上传数据等功能。主要由处理单元、无线通信单元、gprs单元、供电单元构成，硬件原理框图如图4所示，供电单元采用外部dc电源，以保证给基站节点的持续供电。
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传感器节点受到存储容量有限、计算能力有限、电源能量有限等诸多条件的限制;基站节点连接传感器网络和外部网络，负责不同协议之间的转换和数据融合工作，实质上起到了一个网关的作用;监控中心对整个网络进行管理，获取监测区域的多种灾害体实时信息。
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无线通信单元采用了atmel公司的at86rf212芯片，它工作在780mhz（ieee 802.15.4c）的中国wpan频段，适用于ieee 802.15.4与zigbee标准，支持ieee 802.15.4、zigbee协议栈，接收灵敏度可达-110dbm，at86rf212的外围电路。atmegal1281通过spi接口与at86rf212相连，完成数据的发送与命令的接收任务。
供电单元依靠外部的3.6v锂电池为以上的各个部分提供电源，数据采集处理单元和无线通信单元需要3.3v供电，可以直接通过电池提供;位移传感器需要5v供电，需要通过dc-dc模块把3.3v升压为5v。考虑到节能需要，只是在采集的时间点给传感器供电，在睡眠期通过mosfet模块把这部分供电切断以节约电池的电量。
基站节点
基站节点不需要具有数据采集的功能，但是需要连接传感器网络与gprs网络，负责接收监控中心下发的命令（定时采集间隔等）、接收传感器节点的请求与数据，具有网络协调、数据融合、下发命令、上传数据等功能。主要由处理单元、无线通信单元、gprs单元、供电单元构成，硬件原理框图如图4所示，供电单元采用外部dc电源，以保证给基站节点的持续供电。
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