基于Nagios和Cacti平臺的地質(zhì)災害監測預警無(wú)線(xiàn)傳
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突發(fā)性山體滑坡、崩塌、泥石流是我國最嚴重的幾種地質(zhì)災害類(lèi)型，因其發(fā)生時(shí)間短、隱蔽性強、破壞性大，造成重大人員傷亡和巨大經(jīng)濟損失。目前為止，國內已經(jīng)建立的用于監測突發(fā)性滑坡、崩塌、泥石流的自然災害的網(wǎng)絡(luò )，由于受到復雜的地理條件、技術(shù)因素等影響，大多采用人工收集方式，導致出現數據收集不及時(shí)，信息覆蓋不足的缺點(diǎn)，難以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監測滑坡泥石流地質(zhì)災害并提供預警機制。本文通過(guò)建立基于Nagios和Cacti平臺的新的地質(zhì)災害預警無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )，進(jìn)一步提升無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)對自然災害的監測預警能力，提高地質(zhì)災害監測覆蓋范圍和可靠性，從而減少人員傷亡和經(jīng)濟損失。
1 智能無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )管理體系結構
無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )后臺管理軟件一般由3大部分組成，如圖1所示。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )采集環(huán)境數據，并通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò )將數據傳輸到后臺管理平臺(遠程應用)，后臺管理平臺(遠程應用)對這些數據進(jìn)行分析、處理、存儲，以得到無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的相關(guān)信息，對無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的運行和環(huán)境狀況進(jìn)行監測。此外，后臺管理平臺也可以發(fā)起任務(wù)并通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò )告知無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)，從而完成特定任務(wù)。
整個(gè)地質(zhì)災害無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )監測系統為3層的MESH網(wǎng)絡(luò )，由無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )層、網(wǎng)關(guān)層、以及TD—SCDMA和遠程監控中心層(如圖2所示)。為了能夠得到有效及時(shí)的監測信息，在監測區域布置了采用ZigBee協(xié)議的傳感器節點(diǎn)，如雨量計、深部位移計、地表位移裂縫計、孔隙水壓計等，這些傳感器節點(diǎn)與中繼節點(diǎn)通過(guò)自組織的方式形成最底層的傳感器監測網(wǎng)絡(luò )。網(wǎng)關(guān)層為匯聚網(wǎng)關(guān)層，使用WiFi進(jìn)行數據的傳輸，該層包括ZigBee-WiFi網(wǎng)關(guān)、WiFi中繼節點(diǎn)、TD—SCDMA網(wǎng)關(guān)與大數據量的音視頻傳感器節點(diǎn)、GPS傳感器節點(diǎn)和地聲傳感器節點(diǎn)。遠程監控中心采用TD—SCDMA網(wǎng)絡(luò )與地質(zhì)災害監測中心站進(jìn)行數據交換。TD—SCDMA網(wǎng)絡(luò )具有覆蓋范圍廣、數據傳輸率高的特點(diǎn)。使用TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò )可以基本滿(mǎn)足當前的監測傳感器與多媒體數據的傳輸需求，并可以大大降低研發(fā)和部署成本。
2 地災監測無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )管理系統技術(shù)方案
用于監測突發(fā)性山體滑坡、崩塌、泥石流的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )管理平臺選擇基于Nagios和Cacti平臺進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。Nagios網(wǎng)絡(luò )監控系統是基于Linux平臺開(kāi)發(fā)的，采用分布一集中的管理方式，它可以通過(guò)代理或無(wú)代理的方式監控Windows／Linux服務(wù)器、路由器和交換機、網(wǎng)關(guān)、傳感器等設備。Nagios服務(wù)器本身是沒(méi)有監測機制的，它是通過(guò)插件來(lái)連接被監控的主機，被監控的主機通過(guò)Nagios客戶(hù)端把自己運行的狀況反饋給監控端服務(wù)器，系統管理人員可以通過(guò)web界面查看設備的連接狀態(tài)，及時(shí)了解被監控對象的運行狀態(tài)，當被監控對象的監控信息達到了一定的報警閾值時(shí)，Nagios也可以通過(guò)設定的通信方式(例如手機、短信、郵件等)給管理人員發(fā)送報警信息，及時(shí)通知管理人員處理報警信息。
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