大规模无环有向管网中移动物联网监测进展

发布时间：2020-12-30 00:17

　　大规模无环有向管网（Large-Scale Acyclic Directed Pipe Networks,LSADPN）包括城市供水管网、石油及天然气供给管网等,是影响国计民生的关键战略基础设施,具有巨大的经济和社会效益价值。但是,LSADPN具有规模庞大、连接复杂、深埋地下等特点,因此对它们进行实时、全面且准确的监测十分困难。近年来,随着纳米技术、传感技术和通信技术的发展,利用移动物联网对管道进行监测成为可能。但是移动物联网的通信范围和节点数量有限,无法大范围覆盖LSADPN从而进行有效监测。为了更加精确地监测LSADPN,如何部署节点数量有限的移动物联网成为一大难题。针对已有的研究,介绍了基于移动物联网的LSADPN监测技术研究现状,并对相关工作进行了详细的分析与对比。讨论了该领域面临的挑战,并对未来的研究方向进行了探讨。 

【文章来源】：计算机工程与应用. 2020年17期 北大核心

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

LSADPN无环有向图

另外，他们在实验中利用BIO提供的Wi-Fi网络在布里斯托尔市区实时、高频地收集水质数据。该系统易于扩展到多个站点，建立一个大型传感器网络，进行大范围的管道监测。该系统还具有高采样频率、低成本和从网页获得实时读数的特点，获取的流体数据更准确、及时，监测精度高。Lai T T T等人[58]设计了一种用于管道监测中传感器自主部署的无线传感器网络系统TriopusNet。TriopusNet的工作原理是自动释放位于水管源头集中存储库中的传感器节点。在自动部署期间，TriopusNet运行传感器部署算法来确定节点的位置。当节点在管道内流动时，它通过延伸机械臂将自身锁定到管道的内表面来执行放置。通过不断地将节点释放到管道中，TriopusNet系统构建了一个由相互连接的传感器节点组成的无线网络，如图3所示。

Lai T T T等人[58]设计了一种用于管道监测中传感器自主部署的无线传感器网络系统TriopusNet。TriopusNet的工作原理是自动释放位于水管源头集中存储库中的传感器节点。在自动部署期间，TriopusNet运行传感器部署算法来确定节点的位置。当节点在管道内流动时，它通过延伸机械臂将自身锁定到管道的内表面来执行放置。通过不断地将节点释放到管道中，TriopusNet系统构建了一个由相互连接的传感器节点组成的无线网络，如图3所示。当一个节点在低电池电量下运行或遇到故障时，TriopusNet系统会从存储库中释放一个新节点，并执行一个节点替换算法，用新节点替换故障节点。最后文章通过在实验管道试验台上创建和收集真实数据来评估系统。与静态部署相比，TriopusNet能够使用较少的传感器节点覆盖管道中的传感区域，同时保持数据采集率高的节点之间的网络连通性。实验结果还表明，TriopusNet可以从电池耗尽节点造成的网络断开中恢复，并成功地用新节点替换电池耗尽节点。


本文编号：2946600