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环境与灾害监测预警信息传输系统

（1）主要功能和应用领域本成果面向环境与灾害监测预警需求，可在地形复杂、通信条件受限、运营维护困难的复杂环境下，建立监测预警信息传输系统，实现监测预警工作的持续、可靠运行，解决现有监测预警网络中的覆盖面受限、长期持续监测难度高、信息传输可靠性低等问题。本成果可应用于自然灾害监测预警与应急处理、各种类型的环境监测等领域。（2）特色及先进性基于三大核心（新型组网架构、高效节能机制、可靠传输保障）机制，设计八项创新技术。提出了基于监测事件预测的节能机制和能量均衡消耗机制，设计了支持中继转发、双信道汇聚式接入的组网架构，研发了集自动重传、自适应传输、机会通信于一体的滑坡泥石流监测预警可靠传输技术，提升了监测预警网络的稳定性和可靠性。本成果申请国家发明专利10余项，除正在受理部分，目前已获得国家发明专利授权8项。（3）技术指标本成果已示范应用于龙门山地震带小流域滑坡泥石流灾害监测预警技术研究与示范系统。根据示范系统运行效果，本成果与灾害监测传统方式技术参数相比，可达到如下技术指标：？丢失/出错数据恢复率提高约30%，现场通信质量越差，优势越明显；？视频和图像传输实时性可提高约1/3；？传感节点能耗10%-50%，监测系统有效工作时间延长20-30%；？网络故障对监测预警影响极大降低，网络故障带来的数据时延趋向于0。（4）解决问题与实施效果当前问题解决方案与效果技术状态监测点部署受限于区域通信条件中继转发技术：采用中继转发技术，可在无信号覆盖区域建设监测点，通过中继转发技术将监测数据转移到具备GPRS/3G/卫星信号的位置。示范系统应用监测点的信息传输存在数据丢失、甚至意外中断的风险集自动重传、自适应传输、机会通信于一体的传输保障技术：（1）研发低开销、高能效自动重传技术，恢复丢失数据，较传统方式的丢失/出错数据恢复率提高约30%，现场通信质量越差，优势越明显；（2）研发视频与图像自适应传输方法，提高视频、图像传输效率与可靠性，在网络信号较差时，视频和图像传输实时性可提高约1/3；（3）设计机会通信技术，传输网络中断处监测节点的数据，在邻近节点可替代传输时，可实现网络中断带来的时延效应趋于0。授权专利2件示范系统应用监测点持续工作能力受到能量供应的约束基于监测事件预测和能量均衡消耗的节能机制：（1）研发基于监测事件预测的休眠机制，降低传感节点能耗10%-50%；（2）研发能量均衡消耗方法，监测设备有效工作时间延长24.3%。授权专利5件示范系统应用监测预警系统存在故障或破坏的问题双信道、汇聚式接入的组网架构：（1）设计双信道、汇聚式接入的组网架构，支持系统部分故障时的网络自愈能力，保障监测数据传输不中断；（2）所设计组网架构下的设备可互相自动查询工作状态，设备故障可由其邻居设备主动上报，同时保留的传统设备状态查询方式，提高及时发现失效设备的能力。授权专利2件示范系统应用

电子科技大学 2021-04-10