基于物联网的森林火灾监测告警系统研究与实现

发布时间：2025-04-11 04:23

　　森林火灾是一种危害性极大的自然灾害,每一次森林火灾的发生带来的往往是大片森林资源的消耗以及对周边农业畜牧业的深远影响。同时由于场景情况特殊,通常处于处理与救助都较为困难的情景,因此针对森林环境的火灾监测与告警已成为许多国家高度重视的问题。随着科技的飞速发展,互联网新兴技术也不断增多,由于大多森林都位于偏远地区,传统网络的部署与维护成本高、监管不便与电力供应不足等诸多问题都导致传统网络在森林火灾监测方面优势较低。而新兴的无线传感器网络技术结合物联网架构却在无人值守的远程环境监测、与灾害扑救等特殊领域有着较高的优势。其中Zigbee技术是专为数据吞吐量要求不高,更希望拥有低功耗、低成本、低时延、组网灵活、安全可靠特性的应用场景提出的标准无线网络协议。它的出现结合森林场景的种种需求使得该技术在森林火灾监测上有着不可比拟的优势。同时由于森林火灾地理因素多变且复杂,因此由单一传感器判定火灾的发生与否精准度往往较低,应用到实际场景中容易造成救援资源的浪费,而多数据指标必然涉及多因素数据融合问题,因此森林火灾场景下该问题也尤为重要。本文围绕提高森林火灾监测告警系统告警准确性方向进行研究。由于本文场景中...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 森林火灾监测技术
        1.2.2 多传感器数据融合技术
    1.3 论文研究内容
    1.4 论文组织结构
第2章 研究基础及关键技术分析
    2.1 物联网概述及体系结构
    2.2 感知层关键技术研究及分析
        2.2.1 感知层场景研究
        2.2.2 感知层常用短距离无线通信网络的对比及分析
    2.3 Zigbee技术介绍
        2.3.1 Zigbee技术概述
        2.3.2 Zigbee节点类型及拓扑结构
        2.3.3 Zigbee技术特点
    2.4 应用层数据融合关键技术研究及分析
        2.4.1 应用层技术分析
        2.4.2 多传感器数据融合原理
        2.4.3 多传感器数据融合层次
        2.4.4 多传感器数据融合算法研究对比及分析
    2.5 D-S证据理论数据融合算法研究
        2.5.1 D-S证据理论理论基础
        2.5.2 D-S证据理论算法优缺点
    2.6 本章小结
第3章 基于模糊推理的一级融合算法研究
    3.1 引言
    3.2 相关数学基础
        3.2.1 模糊数学理论
        3.2.2 模糊推理
    3.3 基于模糊推理的一级融合算法
        3.3.1 提取特征数据
        3.3.2 利用模糊推理求取BPA
    3.4 仿真实验及结果分析
        3.4.1 算法例证及仿真
        3.4.2 结果分析
        3.4.3 火灾告警算法仿真
    3.5 本章小结
第4章 基于加权优化的二级融合算法研究
    4.1 引言
    4.2 相关数学基础
        4.2.1 模糊贴进度
    4.3 基于优化加权的二级融合算法
        4.3.1 计算权重系数
        4.3.2 权值改进D-S证据理论
    4.4 仿真实验及结果分析
        4.4.1 算法例证及仿真
        4.4.2 性能分析
        4.4.3 火灾告警算法仿真
    4.5 本章小结
第5章 系统实现及验证
    5.1 系统方案分析研究及设计
        5.1.1 系统需求分析及设计原则
        5.1.2 系统整体方案及功能设计
    5.2 系统感知层及网络层实现
        5.2.1 感知层功能
        5.2.2 感知层通信结构设计
        5.2.3 硬件结构及软件实现
    5.3 系统应用层实现
        5.3.1 应用层基础功能
        5.3.2 应用层软件架构设计
        5.3.3 数据库设计
        5.3.4 软件实现
    5.4 系统验证
        5.4.1 系统丢包率测试
        5.4.2 系统数据采集与上传功能验证
        5.4.3 系统监测告警功能验证
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：4039503