无线传感器网络滑坡监测系统中的Wi-Fi数据回传及网络构建

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数据信息传输和接收是无线传感器网络滑坡监测系统的重要组成部分,依据滑坡距离短、突发性强的等特点选用带宽大、时延短的Wi-Fi作为无线传输方式,直接向滑坡区附近的居民传输监测信息,以供避险自救;同时也通过GPRS向监测中心传输信息,以供互救,减小滑坡造成的生命财产损失。选用Cotex-M3系列STM32F103作为微控制器通过串口连接USRWIFI232和SIM900A模块,选取能够快速响应中断,代码精简的μC/OS-Ⅲ作为嵌入式操作系统开发了嵌入式网关。分析STM32F103芯片内部结构、外设接口和时钟原理,μC/OS-Ⅲ内核文件结构,针对CPU和FLASH修改、编写μC/OS-Ⅲ移植文件,使STM32F103能够成功运行μC/OS-Ⅲ嵌入式操作系统。为了实现按照优先级以Wi-Fi和GPRS方式将滑坡监测和预警信息分别发送给村民和后台监控中心,编写了Wi-Fi、GPRS通信任务,程序还完成了SIM900A、串口初始化工作。为设计实现直接向村民传输监测信息,需要在村庄建立Wi-Fi网络。通过分析滑坡多发区村庄地形、建筑、业务量等特点,设计覆盖村庄的无线网络,针对村庄边缘受滑坡危害最严重的特点,通过频率复用的方法提高边缘用户的通信质量,提升整个网络的覆盖性能。在嵌入式网关功能测试成功后,于室外实地搭建了无线传感器滑坡监测网络,采集的数据通过嵌入式网关成功传输到手机和后台服务器,手机明显早于后台服务器收到滑坡信息。采用Wi-Fi作为滑坡监测信息回传的方式,配合专用的数据传输网络,实现滑坡监测和预警。
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