基于WSN的氣體擴(kuò)散探測(cè)應(yīng)用研究的開題報(bào)告

基于WSN的氣體擴(kuò)散探測(cè)應(yīng)用研究的開題報(bào)告一、研究背景和意義隨著工業(yè)化和城市化的進(jìn)程，大氣污染問題越來越引起人們的重視。針對(duì)氣體擴(kuò)散的問題，有很多探測(cè)方法，其中基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)（WirelessSensorNetwork，WSN）的氣體擴(kuò)散探測(cè)應(yīng)用研究得到廣泛關(guān)注。WSN利用無線傳感器節(jié)點(diǎn)感知目標(biāo)區(qū)域并將數(shù)據(jù)通過無線中繼傳輸給基站，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境信息的采集和分析，可以作為一種高效、節(jié)能、成本低廉的環(huán)境監(jiān)測(cè)手段。本研究旨在通過基于WSN的氣體擴(kuò)散探測(cè)應(yīng)用研究，建立可靠、快速、實(shí)時(shí)的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為環(huán)境治理和改善提供技術(shù)支持。二、研究?jī)?nèi)容和方法本研究將采用實(shí)驗(yàn)室仿真和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，具體研究?jī)?nèi)容包括：（1）WNS節(jié)點(diǎn)的選擇與部署：根據(jù)研究區(qū)域的具體情況，選擇合適的WNS節(jié)點(diǎn)并進(jìn)行部署；（2）WNS節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集：建立WNS節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集模型，對(duì)空氣污染物進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳到云端；（3）數(shù)據(jù)處理與分析：對(duì)采集到的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立空氣污染物擴(kuò)散模型，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，并將結(jié)果反饋給用戶。三、預(yù)期目標(biāo)和成果本研究的預(yù)期目標(biāo)和成果包括：（1）建立可靠、快速、實(shí)時(shí)的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣污染物的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并及時(shí)報(bào)警；（2）開發(fā)出一套完整的數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)，為環(huán)境治理和改善提供科學(xué)依據(jù)；（3）對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)的能耗進(jìn)行分析，提高傳感器節(jié)點(diǎn)的能效性；（4）論文發(fā)表及獲得相應(yīng)的研究成果。四、研究計(jì)劃和進(jìn)度本研究的計(jì)劃和進(jìn)度如下：第一年：（1）文獻(xiàn)調(diào)研：對(duì)WSN在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用及氣體擴(kuò)散探測(cè)技術(shù)進(jìn)行調(diào)研，總結(jié)相關(guān)技術(shù)；（2）環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)基于WSN的氣體擴(kuò)散監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件架構(gòu)；（3）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)：完成系統(tǒng)的硬件組裝、軟件編程和實(shí)現(xiàn)；（4）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及數(shù)據(jù)分析：對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，分析數(shù)據(jù)，建立模型。第二年：（1）系統(tǒng)改進(jìn)：對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，提高監(jiān)測(cè)精度；（2）數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件架構(gòu)；（3）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)：完成數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)的硬件組裝、軟件編程和實(shí)現(xiàn)；（4）模型改進(jìn)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)模型進(jìn)行改進(jìn)。第三年：（1）系統(tǒng)改進(jìn)：進(jìn)一步改進(jìn)系統(tǒng)穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和可靠性；（2）完善數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)：進(jìn)一步完善數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)，提高其準(zhǔn)確性和靈敏度；（3）論文撰寫：完成碩士學(xué)位論文的撰寫。五、論文的意義和貢獻(xiàn)本研究采用基于WSN的氣體擴(kuò)散探測(cè)技術(shù)，建立了一種實(shí)時(shí)、快速、節(jié)能、高效的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以對(duì)空氣污染物的擴(kuò)散情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。本研究對(duì)WSN傳感器節(jié)點(diǎn)的能效性進(jìn)行分析，可以為WSN節(jié)點(diǎn)的能源管