基于ZigBee的无线传感器网络：森林火灾监测关键技术研究

本文主要探讨了安全技术在网络安全领域的具体应用，特别是在面向森林火灾监测的无线传感器网络技术方面。作者张俊国在森林工程专业博士学位的指导下，由李文斌教授和赵燕东副教授指导，研究了利用先进的无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSN）技术对森林火灾进行自动监测的重要性和可行性。 论文首先阐述了森林火灾监测的重要性，它具有重大的生态、社会和经济意义。为了实现快速、有效地获取和描述森林环境变量信息，防止森林火灾的发生，采用无线传感器网络技术是关键。该技术能够实时监控森林环境，为森林防火工作提供自动化和智能化的支持。 研究的核心内容围绕基于ZigBee无线传感器技术的森林火灾监测系统展开。ZigBee是一种低功耗、低成本的无线通信协议，特别适合于大规模部署的传感器网络。论文着重研究了系统构建过程中遇到的关键问题，包括： 1. **系统建设**：如何设计并搭建一个适用于森林环境的分布式网络，确保传感器节点的布设合理，能够覆盖广阔的监测区域。 2. **通信协议**：选择适合森林火灾监测场景的高效通信协议，如数据传输的可靠性和实时性，以及对电池寿命的影响。 3. **定位算法**：开发或改进适用于WSN的定位算法，以便于准确追踪火源位置，为灭火行动提供精确指引。 4. **路由协议**：研究如何优化WSN中的路由策略，减少节点间的通信延迟，提高数据传输效率，尤其是在复杂的森林地形中。 5. **信号衰减问题**：分析和解决由于森林遮挡和环境因素导致的无线信号衰减问题，以确保信息的有效传递。 论文通过实验验证和理论分析，提出了一个可行的解决方案，为基于ZigBee无线传感器网络的森林火灾监测系统的实际应用奠定了坚实的基础。这项研究不仅有助于提升我国森林防火工作的现代化水平，也为其他类似环境监测领域的无线传感器网络技术应用提供了有益参考。