本文關鍵詞：大型石化廠區(qū)內基于無線傳感器網絡的有毒氣體邊界區(qū)域定位

  更多相關文章： 無線傳感器網絡 平面化算法 邊界區(qū)域定位 有毒氣體

【摘要】：無線傳感器網絡是由部署在監(jiān)測區(qū)域內大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成,通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織網絡系統(tǒng),其目的是協作地感知、采集和處理網絡覆蓋區(qū)域中被感知對象的信息,并發(fā)送給觀察者。在大型石化廠區(qū)中,利用無線傳感器網絡可以實現智能化工廠,對溫度的監(jiān)測、管道液壓的監(jiān)測、設備故障的診斷、污染排放的監(jiān)測、有毒氣體泄漏的監(jiān)測等都有非常重要的幫助。工業(yè)生產中,由于石化裝置設備長時間的腐蝕老化,裝置有可能會出現故障,從而泄露一些有毒氣體,甚至發(fā)生爆炸。若不能及時的處理,會對廠區(qū)一線員工生命造成很大的威脅,并且對于廠區(qū)造成重大的經濟損失。有毒氣體作為連續(xù)物體,不同于一般常見的連續(xù)物體,如液態(tài)水、石油等,它無色無味,沒有明確的邊界,并且人的肉眼是非常難以發(fā)現的。在廠區(qū)內,液體,如石油,由于人的肉眼能夠看清泄漏情況,因此人們關心的是它們的泄漏范圍內邊界以及內部區(qū)域的情況,傳感器節(jié)點收集并報告內邊界信息即可有效控制險情。而針對有毒氣體而言,它擴散的情況是人的肉眼無法看見,因此僅僅報告有毒氣體的內邊界是完全不夠的,還需要確定出有毒氣體大致的擴散邊界區(qū)域范圍,以便疏散廠區(qū)作業(yè)員工。本文研究的目的是利用無線傳感器網絡協作感知,確定出有毒氣體的大致邊界區(qū)域范圍而不僅僅是其內邊界。為了更好地對有毒氣體邊界區(qū)域的定位,本文引入了平面化算法。平面化算法能夠有效的把一個復雜的網絡,切割成為由一個個非常清晰可見的Face組成的平面圖形,方便計算有毒氣體的邊界區(qū)域范圍面積。為了探究平面化算法對于確定有毒氣體邊界區(qū)域的影響,本文使用了GG和RNG兩種不同的平面化算法進行比較研究。同時本文還探究了不同的節(jié)點密度和不同的網絡拓撲結構,如隨機拓撲、網格拓撲等,對于確定有毒氣體邊界區(qū)域的影響。仿真實驗結果表明,不同的平面化算法對于有毒氣體邊界區(qū)域面積的確定是不同的,GG平面化算法所形成的區(qū)域范圍比RNG更為精確;不同的節(jié)點密度對有毒氣體邊界區(qū)域也是有影響的,隨著密度的增加,精確度越高,但當節(jié)點密度到達一定值時影響甚微;不同的網絡拓撲結構對于有毒氣體邊界區(qū)域確定也是不同的,實驗表明網格分布比隨機分布更精確也更理想,但是不好實現實際廠區(qū)內節(jié)點部署。
【關鍵詞】：無線傳感器網絡 平面化算法 邊界區(qū)域定位 有毒氣體
【學位授予單位】：中國地質大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ086.51;TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 引言10-20
• 1.1 無線傳感器網絡簡介10-13
• 1.1.1 無線傳感器網絡的體系結構10-11
• 1.1.2 無線傳感器網絡的特點11
• 1.1.3 無線傳感器網絡的應用11-13
• 1.2 工業(yè)無線傳感器網絡背景13-15
• 1.3 本文的研究目標和內容15-18
• 1.3.1 研究目標15-16
• 1.3.2 研究內容16-18
• 1.4 本課題的研究意義18
• 1.5 本文的結構18-20
• 第二章 氣體邊界定位的相關技術介紹20-29
• 2.1 氣體邊界定位現狀20-22
• 2.2 現有氣體邊界定位研究中不足之處22-24
• 2.3 平面化算法24-29
• 2.3.1 平面圖形以及平面化算法24-25
• 2.3.2 本文中應用到的GG和RNG平面化算法原理的介紹25-29
• 第三章 基于平面化算法的有毒氣體邊界區(qū)域定位算法29-42
• 3.1 概念定義29-31
• 3.2 算法思想31-32
• 3.3 算法設計32-33
• 3.4 算法實施步驟33-35
• 3.5 局部最優(yōu)問題及其解決方案35-36
• 3.6 節(jié)點失效問題及失效覆蓋面積計算36-42
• 3.6.1 失效覆蓋面積算法設計37-38
• 3.6.2 失效覆蓋區(qū)域計算詳細解決方案38-42
• 第四章 仿真實驗和結果分析42-54
• 4.1 實驗工具：NetTopo平臺介紹42-46
• 4.2 仿真模擬實驗以及實驗結果分析46-52
• 4.2.1 節(jié)點密度對于有毒氣體邊界區(qū)域的影響47-48
• 4.2.2 網絡拓撲結構對于氣體邊界區(qū)域的影響48-50
• 4.2.3 不同平面化算法對于氣體邊界區(qū)域的影響50-52
• 4.3 實驗結果總結52-54
• 第五章 總結與展望54-57
• 5.1 本文的研究工作以及創(chuàng)新點54-55
• 5.2 未來工作展望55-57
• 致謝57-58
• 參考文獻58-60
• 攻讀碩士學位期間主要的研究成果60

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 于東啟;淺談化學有毒氣體泄漏事故的處置[J];河南消防;2000年01期

2 周永剛;沈畢忠;;盤錦市硫化氫有毒氣體泄出事件調查分析[J];實用預防醫(yī)學;2007年01期

3 Б.Д.Россц;沈北達;;坑內爆破后有毒氣體的生成[J];礦業(yè)工程;1966年01期

4 П.А.帕拉莫諾夫;孟方;;測量炸藥有毒氣體的試驗室方法——鉛鑄法[J];爆破材料;1966年01期

5 Б.Я.斯維特洛夫;孟方;;爆破工程中的有毒氣體[J];爆破材料;1967年01期

6 ;解決有毒氣體的分析問題[J];化工自動化及儀表;1978年02期

7 張壽民;有毒氣體連續(xù)檢測技術[J];勞動保護;1980年07期

8 ;有毒氣體監(jiān)測器[J];國外金屬礦選礦;1987年09期

9 龍仲謀;礦山有毒氣體的來源與預防[J];勞動保護;1989年02期

10 俞云祺;;3米~3/時有毒氣體解毒裝置[J];低溫與特氣;1990年03期

中國重要會議論文全文數據庫 前4條

1 王立群;劉晨;姚丹丹;;對石油、化工企業(yè)有毒氣體防護距離的探討[A];中國職業(yè)安全健康協會2007年學術年會論文集[C];2007年

2 顧王飛;;以人為本 第三代阻燃技術及應用介紹[A];中國硅酸鹽學會2003年學術年會論文摘要集[C];2003年

3 王新玉;任永慶;吳衍玲;;石油化工有毒氣體中毒125例臨床分析[A];華東地區(qū)第二次急診醫(yī)學學術研討會論文摘要匯編[C];1993年

4 李戰(zhàn)國;胡真;曹鵬;;脈沖電暈等離子體降解有毒氣體研究[A];2010中國環(huán)境科學學會學術年會論文集(第四卷)[C];2010年

中國重要報紙全文數據庫 前10條

1 李德;溫棚氣害的診斷與防御[N];中國特產報;2006年

2 賀軍成;冬季新車少開制暖空調[N];衛(wèi)生與生活報;2009年

3 盛偉;塑料的燃燒性及火災撲救原則[N];中國安全生產報;2008年

4 記者 張翰軒;“電鼻子”將上崗查污水廠有毒氣體[N];首都建設報;2010年

5 遠行;有毒氣體不檢測 前后五人把命丟[N];中華合作時報;2006年

6 朱萍 包龍慶;讓火災遠離家庭[N];連云港日報;2007年

7 本版編輯 安訊 李彩琴 國家安監(jiān)總局;冰火兩重天的煉獄[N];中華合作時報;2008年

8 胡喜盈;女童影院吸入有毒氣體 六級傷殘獲賠十八萬元[N];市場報;2003年

9 本報駐泰國記者 暨佩娟;新加坡 殼牌最大煉油廠發(fā)生爆炸[N];人民日報;2011年

10 陳貴善;森林——空氣過濾器[N];云南科技報;2005年

中國碩士學位論文全文數據庫 前6條

1 李浩波;大型石化廠區(qū)內基于無線傳感器網絡的有毒氣體邊界區(qū)域定位[D];中國地質大學(北京);2016年

2 劉增蘋;有毒氣體泄漏繞障礙物擴散的研究[D];北京化工大學;2010年

3 王丹;道路運輸有毒氣體泄漏擴散模擬分析研究[D];西南交通大學;2011年

4 南慧杰;基于多傳感器的有毒氣體無線巡檢系統(tǒng)研制[D];哈爾濱理工大學;2014年

5 溫衛(wèi)敏;室內有毒氣體監(jiān)測系統(tǒng)研制[D];西安科技大學;2008年

6 史陽;有毒氣體罐車運輸泄漏的源強及位置反算研究[D];蘭州交通大學;2013年

，

本文編號：1082479