题目：天然气管道网泄漏诊断传感器节点研究与实现

石油天然气输送管道是城市不可缺少的“生命线”之一。天然气管道泄漏事故导致巨大的经济损失、资源浪费和环境污染，危及生命安全。由于管道泄漏检测的多样性和复杂性，需要研发一种简单、快速、可靠的管道泄漏检测方法。结合具体应用需求，设计并实现了一种支持IEEE802.15.4和ZigBee协议的新型无线传感器网络节点。利用该节点，可以识别施工或其它外力对天然气管道的撞击破坏，检测管道附近泄漏的天然气浓度及异常温度等不安全因素。在集成微处理器和射频收发模块（片上系统）芯片的基础上，实现了射频通信、数据采集和电源等模块的硬件电路设计，以及泄漏算法和传感器网络的时间同步机制的软件设计，给出了节点间组网、通信协议的制定和数据融合及传输的软件机制。实验结果表明，采用微控制器JN5139芯片组网方便，传输可靠，对安装在管壁外的节点，可灵敏检测到振动强弱变化和天然气浓度参数，且具有较强的抗干扰能力，可满足天然气管道泄漏检测的实际需要。天然气管网安全监测系统与计算机相结合，通过数据库管理软件存储传感器网络上传的参数信息，记录天然气管网运行状况，为数据分析，安全监测，科学预警提供了依据。