【正文】 綜上所述，該項目是可行的。本項目提出基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的城市消防監(jiān)控系統(tǒng)，在技術(shù)上可行，市場風險較小。 南昌航空工業(yè)學(xué)院近年來承擔了國家級、省部級、國防預(yù)研等科研項目，具有一支經(jīng)驗豐富、高素質(zhì)的科研管理 隊伍，因此，本項目的管理風險小。因此 ，本項目具有很好的市場前景，且市場風險較小。 ⒌ ⒉ 風險分析 從現(xiàn)有文獻看，在具體應(yīng)用領(lǐng)域中，雖然國外已有一些公司從事無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究和開發(fā)，但產(chǎn)品大多還處在實驗階段，并未形成大規(guī)模地商業(yè)化應(yīng)用，應(yīng)用于城市商業(yè)密集區(qū)消防的研究也尚未見公開報導(dǎo)。我國共有 661 個建制市， 1649 個縣，即全國有 2310 座城市，目前，全國只有不到四分之一的城市建立了基于有線的消防遠程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，即使是已經(jīng)建立了消防遠程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的城市，其系統(tǒng)也僅僅是覆蓋了 城市高層、超高層建筑 等重點消防單位。城市是一個地區(qū)的政治、經(jīng)濟、文化中心，城市火災(zāi)如果得不到及時、適當?shù)奶幚?，將嚴重危害城市安全，對人民利益產(chǎn)生重大損害。上述實驗設(shè)備為項目提供了良好的實驗環(huán)境。在此基礎(chǔ)上，提出了本項目的研究內(nèi)容、關(guān)鍵問題，明確了技術(shù)路線，為項目研究提供了堅實的基礎(chǔ)。 ③ 豐富的經(jīng)驗積累 項目負責人領(lǐng)導(dǎo)的開發(fā)團隊于 2020 年完成了“城市消防設(shè)施遠程自動監(jiān)控系統(tǒng)”的開發(fā)， 2020 年 6 月，該項目通過由江西省科技廳 組織 的 專家鑒定， 鑒定結(jié)論“ 達國 內(nèi)領(lǐng)先 水平 ”，目前已在江西、福建、新疆和四川等省實施。 ② 技術(shù)路線可行 我們針對城市商業(yè)區(qū)店面密集、人員流動大的特點，考慮到傳統(tǒng)的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)由于價格昂貴、占地面積較大等缺點，提出了基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的城市消防監(jiān)控系統(tǒng)。 擬采用如下方法解決各節(jié)點的 時 鐘 同步 ：首先由 Sink節(jié)點廣播攜帶時間戳的同步消息，其他節(jié)點收到該消息后，取出自身時鐘，用校準算法進行時間的同步。如上所述，擬采用樹型拓撲結(jié)構(gòu)，因此，其路由協(xié)議擬采用父子路由，即由子節(jié)點傳向父節(jié)點，直到 Sink 節(jié)點，再由 Sink 節(jié)點傳到監(jiān)控中心，達到簡化無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由的目的。根據(jù)消防無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在自組織過程中無實時性要求的特點，擬采用基于時分復(fù)用的混合式 MAC 協(xié)議，即在網(wǎng)絡(luò)自組織過程中采用隨機退避算法，自組織完成后采用時分復(fù)用算法。 根據(jù)城市消防無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點均由人工部署的特點，在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自組織階段，擬采用基于父子關(guān)系的樹型網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，從而簡化路由問題和鏈路質(zhì)量的測試方法。 根據(jù)城市商業(yè)密集區(qū)消防無線 傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點均部署在室內(nèi)的特點，擬采用混合供電模式，同時加大無線收發(fā)模塊的功率，以解決障礙物或其他電子信號對網(wǎng)內(nèi)通信的干擾。 ? 加強國內(nèi)外交流，參與國內(nèi)外討論：在項目實施的過程中，不斷消化吸收國內(nèi)外先進水平的研究成果，同時積極參與相 11 關(guān)的國內(nèi)外會議，發(fā)表自己的見解，與國內(nèi)處于先進水平的研究機構(gòu)進行討論與交流。 ⒊⒋ 研究方法 ? 模型、分析、實驗和原型：通過分析國內(nèi)外前沿工作和 根據(jù)以往的研究經(jīng)驗，提出明確的研究方向和一系列需要解決的關(guān)鍵問題，并給出解決這些問題的粗略方案。無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 的拓撲 結(jié)構(gòu)是無線傳感器 網(wǎng)絡(luò)自組織的關(guān)鍵 ，有多種形態(tài)和方式，合理的 拓撲結(jié)構(gòu) 可以 提高 資源 利用率； ? 商業(yè)密集區(qū)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的 MAC協(xié)議、路由協(xié)議； ? 時 鐘 同步 機制 。 ⒊⒊ 擬解決的關(guān)鍵問題 ? 無線傳感器 網(wǎng)絡(luò)內(nèi) 部 通 信 的抗干擾技術(shù) 。研究商業(yè)密集區(qū)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的部署特點，并考慮最小跳數(shù)場，設(shè)計相適應(yīng)的路由機制。研究商業(yè)密集區(qū)消防無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組織特點，設(shè)計網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)； ? 研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò) MAC 協(xié)議。 ? 研究適用于城市消防監(jiān)控的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、嵌入式Sink Node?！保ㄒ圆樾聢蟾妫? 9 ⒊ 研究內(nèi)容 ⒊⒈ 研究內(nèi)容 在城市商業(yè)密集區(qū)部署無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，各個傳感器節(jié)點將監(jiān)測到的火源位置、溫度等重要信息經(jīng)過初步的數(shù)據(jù)處 理和信息融合后傳送給節(jié)點所在區(qū)域的網(wǎng)關(guān)節(jié)點，網(wǎng)關(guān)節(jié)點通過無線局域網(wǎng)或者以太網(wǎng)與監(jiān)控中心通信，使監(jiān)控中心能夠及時監(jiān)控城市消防動態(tài)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)軟件的發(fā)展趨勢是制定協(xié)議棧中各層協(xié)議的統(tǒng)一標準；充分結(jié)合目前已 經(jīng)成熟的無線傳輸技術(shù)，根據(jù)應(yīng)用環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)條件，優(yōu)化協(xié)議棧，使各層的協(xié)議能在不同的協(xié)議之間自主切換；結(jié)合容錯性、抗干擾性和功耗等關(guān)鍵指標的要求進行全局跨層設(shè)計。 因此，成功建設(shè)與實際應(yīng)用新一代城市消防監(jiān)控系統(tǒng)，對于監(jiān)督和提高自動消防報警系統(tǒng)的開通率，解決城市商業(yè)密集區(qū)的消防監(jiān)控問題，加大監(jiān)控的覆蓋面， 實現(xiàn)早期預(yù)警、自動報警 ，達到防災(zāi)、減災(zāi)的目的，實現(xiàn)城市消防系統(tǒng)運行管理的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、現(xiàn)代化，從而提高城市的總體消防水平具有重要意義。在軍事上：使用聲音、壓力等傳感器可以偵探敵方陣地動靜，人員、車輛行動情況，實現(xiàn)戰(zhàn)場實時監(jiān)督、戰(zhàn)場損失評估等；在環(huán)境科學(xué)研究方面：可以實現(xiàn)諸如野生動植物棲息地生態(tài)環(huán)境監(jiān)控，海洋、大氣和土壤的成份監(jiān)控，農(nóng)作物中的害蟲、土壤的酸堿度和施 肥狀況監(jiān)控，降雨量、河水水位監(jiān)控，森林火情監(jiān)控，水災(zāi)預(yù)警等；在醫(yī)療上：可以遠程實時監(jiān)控病人的病情，長時間地收集人的生理數(shù)據(jù)，甚至實現(xiàn)在人體內(nèi)植入人工視網(wǎng)膜 (由傳感器陣列組成 )讓盲人重見光明；在商業(yè)上：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)城市車輛監(jiān)測和跟蹤，基礎(chǔ)設(shè)施安全，倉庫管理、家居智能化等應(yīng)用。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)如圖 2 所示，大量傳感器節(jié)點被布置在整個被觀測 區(qū)域中，各個傳感器節(jié)點將自己所探測到的有用信息經(jīng)過初步的數(shù)據(jù)處理和信息融合之后傳送給用戶，數(shù)據(jù)傳送的過程是通過相鄰節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)的方式傳送回基站，然后再通過基站以衛(wèi)星信道、互聯(lián)網(wǎng)或者移動通信網(wǎng)絡(luò)等方式傳送給監(jiān)控中心。 圖 1 傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點示意圖 節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中可以充當數(shù)據(jù)采集者、 數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站或簇頭節(jié)點 7 （ clusterhead node）的角色。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由一組部署在觀測環(huán)境附近的大量的微型廉價低功耗的節(jié)點傳感器以無線多跳（ Ad Hoc）方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋地理區(qū)域中感知對象的信息并發(fā)布給觀察者。它大大擴展了傳統(tǒng)傳感器的應(yīng)用范圍，將對人類未來的生活方式產(chǎn)生深遠影響。 ② 公網(wǎng) 公網(wǎng)指 PLMN 網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)、因特網(wǎng)等公用事業(yè)網(wǎng)。該系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)可以分為兩層，在不同的層面上應(yīng)用不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)： ① 傳感末梢網(wǎng) 6 傳感末梢網(wǎng)端機集微型傳感器、信號處理單元、無線通信模塊于一體 ,實現(xiàn)對多種目標信息的采集、融合 和傳輸 ,是嵌入系統(tǒng)、無線網(wǎng)絡(luò)、傳感器三大技術(shù)集成與匯集的成果 ,具有微型化、低功耗、易于安裝 ,即插即用、自識別 ,自診斷 ,高可靠性等特點。借助于個別具有移動能力的節(jié)點對網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的調(diào)整能力 ,可以有效地消除探測區(qū)域內(nèi)的陰影和盲點。節(jié)點中多類型傳感器的混合應(yīng)用有利于提高探測的性能指標。因此 ,將無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于城市消防監(jiān)