1、1传感器网络技术及其在水文自动测报系统中的应用摘要：传感器网络技术在诸多领域被广泛应用，它同时具备了传输、处理、采集、感知、实时监测区域信息的功能，是主要的远景规划。论文对传感器网络技术进行分析。 关键词：体系结构；水文自动测报；传感器网络技术 中图分类号：TN711 文献标识码：A 文章编号： 传感器最早在军事等领域应用，传感器网络由空间上分布的许多自动装置构成计算机网络，通过传感器，装置对不同位置的物理或者污染物、运动、压力、振动、声音、湿度等环境状况进行协同监控。虽然传感器网络最早起源于军事监测，现今已经在交通控制、家庭自动化、健康监护、生态监测等很多民用领域应用。传感器集成了分布式信息
2、处理技术、嵌入式计算技术、通信技术、传感器技术，具备通信、计算、感知等功能。而论文中的主角传感器网络技术可以对网络分布区域内各种监测或环境对象的感知和采集，并对其进行处理，最后以多跳中继的方式，通过随机无线通信网络，给用户终端传输信息。在交通管理、医疗卫生、环境监测、远程控制等领域方面都离不开传感器网络技术，我们就来了解一下其在水文自动测报系统中的应用。 水文测报系统 传感器网络与其他无线网络的本质区别在于：它是以数据为核心的网络，它是具有分布式的智能网络系统。传感器网络实现了虚拟计算世2界和真实物理世界的耦合。传感器网络中，网络在得到信息后，将其汇报给用户。社会经济的飞速发展，科学技术水平的
3、不断提升，水文测报系统也进入了网络时代。水文测报系统为一个计算机网络。而系统按照不同的用户，将其分为中央机、中枢机、中心机、现场机。在国家防洪防旱调度指挥中心或者国家水利部服务的为中央机，在流域级管理的信息系统称为中枢机，服务于市级管理部门的信息系统称为中心机，而布置在现场环境的水文传输以及遥测系统称为现场机。建立水文测报系统的目的就是要将在现场采集的水文数据传达到数据处理中心，再通过决策和融合处理，满足系统同于管理与组织的目的。由现地机到中心机、由中心机到中枢机、中枢机到中央机，水文测报系统采用网络拓扑结构。通过现场装配的传感器，将各种水文数据由各个水文测站进行采集后，在进行存储前，适配器会
4、将不同标准与格式的数据转变为具有统一标准格式的数据，并通过等无线方式或等有线方式传输到中心机，再对各种数据分析、处理、存储后，通过例如：、等传输至上层控制中心。 获取与处理信息是为了能够使传感器资源达到最优工作状态，用户除了能够及时掌握环境内的影响因素数值外，就需要控制与管理资源。管理层与系统组织控制与管理了分布于网络环境中各个节点上的数据源设备。智能仪表仪器、工作站、计算机等都在网络节点上体现。其核心设计就是采用分布模式代替了原来集中控制的测控网络，使其成为具有智能化、网络化、分散性、可互操作性、开放性的测控系统。 水文测报系统中传感器网络技术的应用 由处理、传递、收集水文实施数据的各种计算
5、机、通讯设备、传感3器等装置共同组成了水文自动测报系统。主要用于水利的调度和防汛，其分为中心控制站、信息传输通道、遥测站这 3 部分。水文自动测报系统仅需要几分钟的时间就可以处理小流域范围内的数据收集，并提供出水库、重点河段的水清和雨情等。 中心控制站将各个遥测站的水文数据集中，在经过了整理和计算后，对闸门的启闭进行控制，并及时预报洪水情况，最终实现水利调度。中心控制站的设备主要有电子计算机和通信电台等组成。信息传输通道分为无线和有线两类，作为电波传输线，它将中心控制站与遥测站连接。无线电通道克服了距离或障碍的困难，中继站在通信距离大于五十公里位置设置，能够满足各个方向通信要求。而有线通道可采
6、用电话线为其专用线路，有线通道的不足之处在于受恶劣天气影响较大，会增加架空线等设备的成本。而有线通道最大的特点就是使用较为可靠方便，抗干扰能力强等。人们往往采用脉冲调制数字通信来作为传输信息的方式。遥测站中有电源设备、电台、数传机、编码器、水位计、雨量计等仪器设备，通过中心控制站的控制，遥测站实现自动收集水文参数实时数据，并将这些数据编成脉冲信号，传递于中心控制站。 我国的湖泊、江河分布范围广，例如太湖、长江等流域范围内存在着人力难以观测障碍，而在这些难于达到的流域部署传感器节点，就可对高精度的数据做到了如指掌，在水文监测中，使用传感器节点所组成的传感器网络，具有着显著的特点。第一，传感器的节
7、点可以在节点之间进行监控，且具有通信能力，可以通过环境的变化来实现对复杂情况的控制。无线传感器节点其自身也具备了一定的存储功能和计算功能。4第二，传感器的网络节点具有精度高、采集数据量大等特点，每一个局部区段的具体信息都可以由每个节点检测，其节点分布的范围广、密度高。第三，该传感器网络人为影响流域的因素小，因为传感器节点的部署简便，仅需要部署一次即可，且体积小。 2.1 结构 传感器节点能够分布在不相邻的测控区域中，也可以集中部署在同一个区域内，不管如何布置，都可以形成传感器网络。传感器网络在水文测报中的应用如图所示。传感器节点向网关节点传送感知到的数据，而将传感器节点传输来的数据传到基站就是
8、网关节点的任务，期间，数据会经由传输网络进行传输。传输网 图传感器网络用于水文测报系统的体系结构图 络的传输方式可以是无线也可以是有线。它负责协同综合网关节点、传感器网络网关节点信息的局部网络。基站备有本地数据库，用于传感数据的存放。通过，基站可以将数据传输至用户数据处理中心。用户可以在任何时候、任何地方，通过连接了的计算机，发出命令控制基站。 2.2 功能 传感器网络通过分析流域内水文测报传感网络，而构建了其功能。在其功能中，从下至上分别为基础层、网络层、中间件层、数据处理与管理层、应用开发层。一个传感器的集合体现在基础层中，基础层是以研究水文测控系统中的蒸发器急闸门开度仪、雨量计、水位计等
9、传感器及其系统为核心，它的主要功能有信息的初步处理、感知信息的传输与5发布、感知对象信息的采集、监测感知对象等。网络层支持多传感器之间的写作，成功完成大型感知工作，网络层实现用户与传感器、传感器与传感器之间的通信，有效管理和控制传感器节点。通过软件系统，中间件层能够分析传感器网络系统的动态环境和资源管理。传感器数据管理与处理是数据处理层的核心，其中包括了对各种数据进行管理，支持感知数据的查询、存储、采集等，并对软件系统进行分析和处理。另外，还包括，对大型分布式传感器阵列的图像识别方法，排除误差信息的方法、新型统计算法等等。应用开发曾能够使用不同的应用层软件，开发各种传感器网络应用软件，它以检测任务为基础，传感器网络的管理层有远程管理、网络管理、拓扑管理、能量管理等。传感器管理主要对传感器智能设备和资源的管理，这时从广域上来讲的。另外，传感器的管理还可以看成是对传感器网内节点的管理。 结束语 论文分析了传感器网络，并对传感器网络的技术进行了探讨，在水文测报系统中，传感器网络技术的应用成功获取了水文信息。与此同时，提供了在水文测报系统中，传感器网络的应用及其体系结构。
