路慶豐

中核建中核燃料元件有限公司，四川宜賓 644000

基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的危險(xiǎn)品運(yùn)輸控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

路慶豐

中核建中核燃料元件有限公司，四川宜賓 644000

在對(duì)危險(xiǎn)品進(jìn)行運(yùn)輸?shù)倪^程中，運(yùn)輸控制系統(tǒng)具有十分重要的作用。在運(yùn)輸控制系統(tǒng)中，有必要對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，本文所研究的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)主要是新一代的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件平臺(tái)，可以對(duì)危險(xiǎn)物品的運(yùn)輸進(jìn)行有效的監(jiān)控，因此，在現(xiàn)實(shí)生活中具有十分重要的意義。

無線傳感器；危險(xiǎn)品；運(yùn)輸控制；監(jiān)測

在對(duì)危險(xiǎn)品進(jìn)行運(yùn)輸?shù)倪^程中應(yīng)該十分重視安全問題，因?yàn)檫@些危險(xiǎn)品極為容易發(fā)生爆炸、腐蝕以及放射性的現(xiàn)象，對(duì)人民財(cái)產(chǎn)造成一定的損害。隨著我國現(xiàn)代化的發(fā)展，交通運(yùn)輸事業(yè)不斷發(fā)展壯大，物流行業(yè)正在呈現(xiàn)出崛起的趨勢，這就對(duì)物流運(yùn)輸提出了更高的要求，但是我國當(dāng)前對(duì)危險(xiǎn)品的運(yùn)輸在法律法規(guī)方面還不夠完善，缺乏有效的管理，因此造成安全事故的發(fā)生。在這種情況下，本文有必要對(duì)具體的情況進(jìn)行分析，提出了無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，相信對(duì)于今后危險(xiǎn)品的運(yùn)輸能夠起到重要的作用。

1 概述

我們首先應(yīng)該對(duì)無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有一個(gè)初步的了解，這項(xiàng)技術(shù)中融入了微機(jī)電系統(tǒng)傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等，是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)類型，在當(dāng)今的信息技術(shù)發(fā)展過程中，是一個(gè)主要的流行趨勢。具有體積小、耗能低的特點(diǎn)，是智能化時(shí)代下的一次創(chuàng)新發(fā)展。當(dāng)前眾多科研人員都對(duì)無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提起了一定的興趣，是近幾年來比較活躍的技術(shù)手段之一。

將其應(yīng)用在工業(yè)活動(dòng)中具有重要的意義。因?yàn)樵诠I(yè)系統(tǒng)環(huán)境中，通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運(yùn)用，可以較快的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)共享的效果，并且還能令工業(yè)系統(tǒng)達(dá)到自治性控制的效果，對(duì)生產(chǎn)環(huán)境也能得到有效的監(jiān)控，對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量以及成本方面都具有一定的優(yōu)越性，因此是當(dāng)前生產(chǎn)活動(dòng)中的一項(xiàng)極為有利的技術(shù)手段，是對(duì)原有技術(shù)手段的重要?jiǎng)?chuàng)新。我國在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)研發(fā)方面還與國外具有一定的差距，因此需要我們加快研究的步伐，盡快將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在更加廣闊的領(lǐng)域中。

2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)

在對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，主要可以分為3個(gè)主要的部分，一是無線傳感器的車載網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控；二是基于GPRS、短信或是其他方式的監(jiān)察系統(tǒng)，可以對(duì)所運(yùn)輸?shù)奈锲愤M(jìn)行隨時(shí)隨地的監(jiān)控；三是對(duì)車輛進(jìn)行監(jiān)控管理，是在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)的。這三個(gè)組成部分相互獨(dú)立，但是互相又具有一定聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的交換。在整個(gè)系統(tǒng)中，進(jìn)行信息交換需要以互聯(lián)網(wǎng)以及GPRS為基礎(chǔ)，在公共信息網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)信息網(wǎng)絡(luò)的連接，并且進(jìn)行傳輸，用戶可以在網(wǎng)絡(luò)上查詢到所需要的信息，并且建立起一個(gè)相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，這樣也有助于隨時(shí)隨地的信息查詢。

2.2技術(shù)要點(diǎn)

在車載監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中，這種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有一定的典型性，主要包含兩部分，一部分是傳感器節(jié)點(diǎn)，一部分是匯聚節(jié)點(diǎn)，傳感器節(jié)點(diǎn)是隨意進(jìn)行分布的，并且這些節(jié)點(diǎn)會(huì)主動(dòng)組織在一起，由此組成了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)數(shù)據(jù)以多跳中繼的形式進(jìn)行傳輸時(shí)，最終就會(huì)到達(dá)匯聚節(jié)點(diǎn)中，并且將其傳輸?shù)焦芾碇行闹?，這樣管理者就能根據(jù)上述的要求對(duì)命令進(jìn)行發(fā)布，并且告知相關(guān)信息。傳感器節(jié)點(diǎn)是一個(gè)微系統(tǒng)，主要的作用是信息收集與信息處理，有幾個(gè)模塊構(gòu)成，例如傳感器模塊、無線通訊模塊以及能量供應(yīng)模塊等，不同模塊具有不同的功能，以傳感器模塊為例，其作用是對(duì)監(jiān)測區(qū)域中的信息進(jìn)行采集以及轉(zhuǎn)換，對(duì)于信息處理模塊，這部分的主要作用是對(duì)信息加以存儲(chǔ)，并且管理傳感器節(jié)點(diǎn)，還有能量供應(yīng)模塊，作用是進(jìn)行能量的供應(yīng)，以保證傳感器網(wǎng)絡(luò)可以正常的運(yùn)行。

在傳感器節(jié)點(diǎn)中，能量供應(yīng)的主要來源是電池，因此節(jié)點(diǎn)的能量是有限的，一旦電池用完，就需要重新進(jìn)行更換等，所以在使用時(shí)要充分對(duì)整個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)的使用壽命進(jìn)行考慮，這樣才能保證設(shè)計(jì)的合理性。在傳感器節(jié)點(diǎn)的能量消耗方面，也是分為幾個(gè)不同的組成部分。例如傳感器模塊、信息的處理模塊以及無線通訊模塊等，在這些模塊中，能量會(huì)逐漸類消耗掉，尤其是在無線通訊模塊中，能量的消耗是最多的。所以在當(dāng)前的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，研究的重點(diǎn)就是如何控制能量消耗，延長無線傳感器的使用壽命。

2.3系統(tǒng)的功能介紹

在整個(gè)系統(tǒng)中，主要可以分為4個(gè)層次，第一個(gè)層次是信息采集，第二個(gè)層次是信息處理，第三個(gè)層次是信息傳輸，第四個(gè)層次是信息接收。首先在信息采集層中，主要的作用是對(duì)危險(xiǎn)品的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行信息的采集，例如溫度、液位信息以及濕度等，并且對(duì)車輛加以跟蹤，隨時(shí)隨地都要清楚的了解車輛的地理位置，并且將上述的信息傳輸?shù)叫畔⑻幚韺又小Ｔ趯?duì)車輛中的危險(xiǎn)品進(jìn)行監(jiān)測的過程中，可以根據(jù)對(duì)實(shí)際情況的判斷而與指揮網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)系，將信息進(jìn)行實(shí)時(shí)上傳，這樣就能保證車輛的順暢通行，預(yù)防危險(xiǎn)品發(fā)生意外。此外，傳感器的終端設(shè)備中主要包含兩部分，一部分是傳感器，另一部分是傳感器系統(tǒng)，這兩部分起著核心的作用，可以在惡劣的環(huán)境下正常工作，靈敏度與響應(yīng)速度等都不會(huì)受到嚴(yán)重的損害。

在信息處理層中，主要是對(duì)所上報(bào)的信息加以處理，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合與傳輸。危險(xiǎn)品信息會(huì)實(shí)時(shí)傳輸?shù)杰囕d信息處理中心中，在處理中心時(shí)，就會(huì)根據(jù)各種方式向外界發(fā)送。信息處理層的作用也就是對(duì)信息進(jìn)行收集與整理，并且將不同類型的信息加以劃分，這樣才能夠進(jìn)一步提高信息的使用效率，一旦發(fā)生安全事故，也能在第一時(shí)間提供相關(guān)的數(shù)據(jù)，對(duì)于解決問題起到重要的幫助。

對(duì)于信息傳輸層的主要作用，無非就是將信息進(jìn)行收集，并且傳輸?shù)杰囕d信息處理中心中，信息處理中心會(huì)根據(jù)不同的信息分別傳輸?shù)杰囕v控制中心中。無線傳感器的核心是通信網(wǎng)絡(luò)，可以達(dá)到傳感器以及傳感器之間的合理化通信，并且對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)也能進(jìn)行有效的控制，同時(shí)還能對(duì)多個(gè)傳感器加以感知以及監(jiān)測。通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，車輛的位置以及運(yùn)輸物品的狀態(tài)都能及時(shí)的顯現(xiàn)出來，從而有效的保障了危險(xiǎn)品的傳輸。

最后的信息接收層，主要是對(duì)信息加以處理，將危險(xiǎn)品的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)狀態(tài)進(jìn)行接收，這樣就可以對(duì)車輛運(yùn)輸?shù)陌踩赃M(jìn)行全面的掌控，保證順利的將危險(xiǎn)品運(yùn)送至目的地，有效的預(yù)防安全隱患的出現(xiàn)，也是重要的預(yù)防。

2.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)

通過對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)，確保了危險(xiǎn)品的運(yùn)輸，無線傳感器中設(shè)置了無線局域網(wǎng)，這一網(wǎng)絡(luò)的主要作用是可以滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅S時(shí)隨地進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞，為了進(jìn)一步提升其安全性，因此在對(duì)危險(xiǎn)品運(yùn)輸?shù)倪^程中，需要以安全防范為首要前提，從而保證我國的社會(huì)公共安全不受到任何影響。

3 結(jié)論

在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的過程中，無線傳感器可以說是一項(xiàng)全新的技術(shù)，將其安裝在傳輸物品中，可以隨時(shí)隨地對(duì)危險(xiǎn)品進(jìn)行監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)了更加高效便捷的效果。與此同時(shí)，這一網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用還是運(yùn)輸車輛局域網(wǎng)中不可缺少的一個(gè)組成部分，將其應(yīng)用在運(yùn)輸過程中能夠有效的避免安全隱患的出現(xiàn)，保護(hù)危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛更加安全的行駛。

[1]韓旭東，張春業(yè)，李鵬.傳感器無線互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)現(xiàn)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2004（11）：16-18.

[2]顧瑞紅，張宏科.基于ZigBee的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其應(yīng)用[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2005（6）：17-20.

[3]陸耀宇，黃立波.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用研究[J].艦船電子工程，2005（6）：11-13.

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