攻博个人陈述.doc

个 人 陈 述姓 名： 报考专业： 控制科学与工程 尊敬的老师:专业认知：控制科学与工程是研究控制的理论、方法、技术及其工程应用的学科。控制科学与工程以控制论、系统论、信息论为基础，研究各应用领域内的共性问题，即为了实现控制目标，应如何建立系统的模型，分析其内部与环境信息，采取何种控制与决策行为。控制科学与工程在理论研究与工程实践相结合、学科交叉和军民结合等方面具有明显的特色与优势，对我国国民经济发展和国家安全发挥了重大作用。当今世界，控制科学已经成为衡量一个国家科技发展水平和综合国力的重要标准之一。控制科学与工程一级学科有控制理论与控制工程、检测技术与自动化装置、系统工程、模式识别与智能系统和导航、制导与控制五个二级学科。控制理论与控制工程是控制学科的基础，研究各种控制策略及控制系统。随着计算机技术的发展，控制理论与控制工程逐渐向大数据、智能化方向发展。目前线性矩阵不等式、自适应控制、非线性系统、最优控制为控制理论与控制工程学科研究热点。本人所报考的检测技术与自动化装置是控制科学与工程的二级学科之一，检测技术与自动化装置研究如何将各种反映被测对象特征的参数按照一定的对应关系转换为易于传递的信号，并提供给自动控制系统。目前无线传感器网络，故障诊断和生物传感器为检测技术与自动化装置学科的研究热点。拟定的研究计划：基于无线传感器网络技术的森林资源监测和火灾预测研究1. 选题背景及意义森林是人类、动植物赖以生存及社会发展最重要和不可缺少的资源之一，也是林业生产的基础。森林资源（如森林土壤、水温、一氧化碳等）的监测能够有效获取森林资源的基本状况，从而实现对森林资源的管理和保护提供有效的指导；森林火灾预测能够减轻或避免森林火灾给人类和动植物带来的巨大损失。目前森林资源和火灾监测措施普遍采用人工地面巡防、瞭望塔监测和远程视频监控的方式，这些方式监测效果不甚理想，应用受到限制，耗费了大量的人力、物力。因此，选用更经济、方便、准确的技术监测森林十分必要。无线传感器网络(Wireless Sensor Networks，WSN)是由部署在监测区域内大量廉价微型的具有计算能力和无线通信能力（目前主要是ZigBee网络）的传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，是集合计算机、电子、嵌入式计算及网络通信等多种学科的最新成就的一门新兴综合性科学技术。随着科技发展，无线传感器网络被应用到各个领域。如美国军方研究的“智能尘埃”传感器技术、国内无锡湖水的检测、美国罗彻斯特大学的科学家利用传感器的微尘检测患者的一些身体指标。无线传感器网络在各个领域的成功应用为其在林业领域的应用提供了技术参考和可行性支持；利用无线传感器网络进行森林监测相比传统检测方式具有精确性高、灵活性好、可靠性高和性价比高的特点。因此通过无线传感器网络实时采集森林资源数值和气象数值，并通过资源数值和气象数值预测火灾能够实现森林管理和防止火灾产生，从而推进林业科学化、智能化和数字化。2. 无线传感器网络在森林资源监测和火灾预测的研究现状（1）国外无线传感器网络在森林资源监测和火灾预测的研究现状无线传感器网络具有重要的科研价值和广泛的应用前景，引起了世界许多国家的学术界、工业界和军事部门的极大关注，被公认为是世纪产生巨大影响的技术之一。二十世纪末美国国防部就提出了“智能尘埃”的概念，从而开始了无线传感器网络技术的研究。在林业应用上，二十一世纪初英特尔公司发布了“基于微型传感器网络的新型计算发展规划”，该规划主要致力于微型传感器网络在医学、环境监测、森林灭火、海底板块和行星探测等领域的应用；2009年加州大学伯克利分校率先对无线传感器网络在森林火灾监测中的应用进行了研究，研发出FireBug系统，该系统由环境传感器组成，这些传感器用于采集温度、相对湿度和大气压力等数据，在每个传感器节点上都安装有定位器；加拿大大学的学者通过将无线通信技术、热红外传感器、火灾预测模型和惯性导航系统合起来，开发森林火灾实时监测与管理系统，该系统具有很好的定位机制，能够分辨5米以内的火点，并能尽可能地预测火灾蔓延方向，同时还能根据光亮度、烟雾等因素监测火险。英国、德国等世界上学者也进行了相应的研究。（2）国外无线传感器网络在森林资源监测和火灾预测的研究现状国内关于无线传感器网络的研究首次正式启动出现于1999年中国科学院知识创新工程点领域方向研究的“信息与自动化领域研究报告”中。到目前为止，无线传感器网络已经被我国列为重点发展产业之一，无线传感器网络也成为我国信息领域位居世界前列的少数方向之一。在林业中，我国为了保护森林，采取封山、禁火、瞭望塔监控等很多的措施，但每年仍然发生大量的火灾，导致森林区域越来越狭窄，风沙天气越来越多；因此国内许多研究单位和高等学校开展了森林资源和火灾的监测研究，但是大都只是初步理论探索，研究工作还处于刚刚起步的状态。因而无线传感器网络技术应用在森林资源监测和火灾预测具有广阔的应用前景。3. 研究内容对基于无线传感器网络技术的森林资源和火灾监测系统的研究是一个综合的过程，研究过程不可能面面俱到，要做到全面、深入的了解，有待新技术的诞生，也需要更多的人力、物力、财力的投入。就当前技术水平而言，对基于无线传感器网络技术的森林资源和火灾监测系统的研究可以从以下几点入手：（1）由于森林起火要具备火源、环境因素和林中可燃物三个条件；根据现有数据分析各森林资源指标对森林火灾发生的影响度，确定森林火灾监测主要参数，建立森林火灾的预测方程。（2）选择合适的无线通信技术，从而确定无线传感器网络通信协议。（3）比较现有的定位算法，研究无线传感器网络定位技术，提升林火发生预测定位的准确率。（4）选择传感器节点供电方式；研究无线传感器网络能源节约算法，保证系统经济性和无线传感器网络健康发展。（5）根据实际需要设计高性能的无线网络，实现与其他网络进行可靠连接。（6）根据森林资源监测参数合理选择所需要的传感器；开发设计传感器节点的传感器模块、处理模块、无线通讯模块和能源模块；建立无线传感器网络节点。同时根据各个节点在整个传感器网络中扮演的角色不同，设计不同的硬件结构。（7）进行系统软件开发，包括通信协议实现、模块数据收发以及系统主程序开发等。（8）根据实际需要，开发其他模块和进行其他算法研究。由于研究主要目标在于建立基于无线传感器网络技术的森林资源和火灾监