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一种无线 传感器网络监测的方法

阅读：626发布：2020-05-12

专利汇可以提供一种无线传感器网络监测的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种无线传感器网络监测的方法，具体包括：部署监测结点：传感器网络的建立，工程安全监测的过程，通过对数据密度低、监控面积大的领域进行监控，降低监控节点的总体密度，大幅度降低网络的成本，扩增网络的监控范围。，下面是一种无线传感器网络监测的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种无线传感器网络监测的方法，其特征在于，具体包括以下步骤:
步骤1、部署监测结点：
步骤2、传感器网络的建立，
步骤3、工程安全监测的过程。
2.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络监测的方法，其特征在于，所述步骤1根据被监测环境以及其他相关要求对监测结点和地面监控基站进行部署，监测结点设置对应需求传感器，设置监测结点标识、监测结点系统时间、监测参量、监测时间选择以及自报警条件参数。
3.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络监测的方法，其特征在于，所述步骤1部署监测结点时，监测孔内对应将不同类型的传感器设置，不同类型的传感器组合是指水化学传感器、水压传感器、温度传感器、应力传感器和应变传感器，其中将水化学传感器、水压传感器和温度传感器经改装为一体水化学、水压及温度传感器，而应力传感器和应变传感器均为三分量传感器；放置的顺序至孔底起依次是水化学、水压及温度传感器、应力传感器和应变传感器，传感器任意组合设置，注意放置应力、应变传感器时，要调整好方向和角度并使用专用工具放置设计位置。
4.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络监测的方法，其特征在于，所述步骤1通过主监控计算机与地面监控基站启动；启动监测结点基站，各个挂接在系统总线上的监测结点设备启动；地面监控设备和监测结点通过无线模块建立连接进行通信时；监测结点收集传感器所采集的数据，地面监控设备向监测结点发出查询命令，监测结点把数据发送给地面监控设备；无线节点启动，无线节点运动到某一监测结点附近时，与该监测结点建立连接，在该监测结点进行注册，监测结点可以获得该无线节点的信息。
5.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络监测的方法，其特征在于，所述步骤2从全局网络入手，考虑所有参与未知节点定位的信标节点，通过设置加权因子，计算出未知节点的平均跳距，同时根据未知节点到最近信标节点的几何位置分布，采用质心定位算法来计算出未知节点的位置坐标。
6.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络监测的方法，其特征在于，所述步骤3监测系统根据网络正常、网络部分瘫痪、网络完全瘫痪的情况自动进入不同的处理方式。
7.根据权利要求6所述的一种无线传感器网络监测的方法，其特征在于，所述步骤3的具体处理方式如下：
网络正常时：监测结点在基于最小跳数场的网络结构中根据自己剩余的电量以及其与基站的距离利用结点能量自适应路由算法进行信息的传输，在结点无数据采集任务时，其会自动进入休眠状态，以减少电能消耗，网络部分瘫痪时：当由于电量不足或其他干扰等因素造成结点传输覆盖范围变小或部分结点的通信功能失效，致使原来网络连接发生部分瘫痪时，网络中结点的能量自适应路由算法会根据系统中每个结点能量减少或通信功能失效情况自动进行路由变化，确保信息传输的正常进行，在结点无数据采集任务时，其会自动进入休眠状态，以减少电能消耗，网络彻底瘫痪时：网络中的结点利用结点能量自适应路由算法的路由改变始终不能使信息传输到基站，那么结点将无法收到基站的确认信息，这样当结点的超时计时器溢出时，其将启动自处理机制。

说明书全文

一种无线传感器网络监测的方法

技术领域

[0001] 本发明属于传感器技术领域，涉及一种无线传感器网络监测的方法。

背景技术

[0002] 无线传感器网络是由具有环境状态测试能力和无线通讯能力的智能节点自动组成的测控网络，其中每个节点都采用电池供电，通过无线传感器网络可以在恶劣的无人值守环境中实现实时监测环境状态的功能，自动组织数据传输网络，省去了传统测控网络布线和网络维护的巨大麻烦，能在根本无法布线的野外使用；另一方面系统采用电池供电，可以在没有可靠电源的复杂环境中工作，随着新的电源管理技术的不断完善，电池可以工作数月甚至数年时间不需更换，大大的方便了用户，

[0003] 现有的无线传感器网络提供和监控面积成正比和通讯距离平方成反比，极大地增加了构建无线传感器网络的成本。对于森林防火，湖泊、河流水污染监控等监控面积大、数据密度低的领域应用率低，工程成本高。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种无线传感器网络监测的方法，解决了现有的无线传感器网络对于监控面积大、数据密度低的领域应用率低，工程成本高问题。

[0005] 本发明所采用的技术方案是，一种无线传感器网络监测的方法，具体步骤包括：

[0006] 步骤1、部署监测结点：

[0007] 步骤2、传感器网络的建立，

[0008] 步骤3、工程安全监测的过程。

[0009] 本发明的特点还在于，

[0010] 步骤1根据被监测环境以及其他相关要求对监测结点和地面监控基站进行部署，监测结点设置对应需求传感器，设置监测结点标识、监测结点系统时间、监测参量、监测时间选择以及自报警条件参数。

[0011] 步骤1部署监测结点时，监测孔内对应将不同类型的传感器设置，不同类型的传感器组合是指水化学传感器、水压传感器、温度传感器、应力传感器和应变传感器，其中将水化学传感器、水压传感器和温度传感器经改装为一体水化学、水压及温度传感器，而应力传感器和应变传感器均为三分量传感器；放置的顺序至孔底起依次是水化学、水压及温度传感器、应力传感器和应变传感器，传感器任意组合设置，注意放置应力、应变传感器时，要调整好方向和角度并使用专用工具放置设计位置。

[0012] 步骤1通过主监控计算机与地面监控基站启动；启动监测结点基站，各个挂接在系统总线上的监测结点设备启动；地面监控设备和监测结点通过无线模块建立连接进行通信时；监测结点收集传感器所采集的数据，地面监控设备向监测结点发出查询命令，监测结点把数据发送给地面监控设备；无线节点启动，无线节点运动到某一监测结点附近时，与该监测结点建立连接，在该监测结点进行注册，监测结点可以获得该无线节点的信息；

[0013] 步骤2从全局网络入手，考虑所有参与未知节点定位的信标节点，通过设置加权因子，计算出未知节点的平均跳距，同时根据未知节点到最近信标节点的几何位置分布，采用质心定位算法来计算出未知节点的位置坐标。

[0014] 步骤3监测系统根据网络正常、网络部分瘫痪、网络完全瘫痪的情况自动进入不同的处理方式。

[0015] 步骤3的具体处理方式如下：

[0016] 网络正常时：监测结点在基于最小跳数场的网络结构中根据自己剩余的电量以及其与基站的距离利用结点能量自适应路由算法进行信息的传输。在结点无数据采集任务时，其会自动进入休眠状态，以减少电能消耗。网络部分瘫痪时：当由于电量不足或其他干扰等因素造成结点传输覆盖范围变小或部分结点的通信功能失效，致使原来网络连接发生部分瘫痪时，网络中结点的能量自适应路由算法会根据系统中每个结点能量减少或通信功能失效情况自动进行路由变化，确保信息传输的正常进行。在结点无数据采集任务时，其会自动进入休眠状态，以减少电能消耗。网络彻底瘫痪时：网络中的结点利用结点能量自适应路由算法的路由改变始终不能使信息传输到基站，那么结点将无法收到基站的确认信息。这样当结点的超时计时器溢出时，其将启动自处理机制。

[0017] 本发明的有益效果是，一种无线传感器网络监测的方法，通过无线传感器网络对环境参量进行实时监测，并通过无线网络传输到基站，再利用网络传送到地面监控基站，对数据情况进行处理。对于监测面积大、数据密度低的领域实用、低成本、高效，有较强的创新性。

具体实施方式

[0018] 本发明一种无线传感器网络监测的方法，下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明，具体通过以下步骤实现：

[0019] 步骤1、部署监测结点：

[0020] 根据被监测环境以及其他相关要求对监测结点和地面监控基站进行部署，监测结点设置对应需求传感器，设置监测结点标识、监测结点系统时间、监测参量、监测时间选择以及自报警条件参数；

[0021] 通过主监控计算机与地面监控基站启动；启动监测结点基站，各个挂接在系统总线上的监测结点设备启动；地面监控设备和监测结点通过无线模块建立连接进行通信时；监测结点收集传感器所采集的数据，地面监控设备向监测结点发出查询命令，监测结点把数据发送给地面监控设备；无线节点启动，无线节点运动到某一监测结点附近时，与该监测结点建立连接，在该监测结点进行注册，监测结点可以获得该无线节点的信息；

[0022] 部署监测结点时，监测孔内对应将不同类型的传感器设置，不同类型的传感器组合是指水化学传感器、水压传感器、温度传感器、应力传感器和应变传感器，其中将水化学传感器、水压传感器和温度传感器经改装为一体水化学、水压及温度传感器，而应力传感器和应变传感器均为三分量传感器；放置的顺序至孔底起依次是水化学、水压及温度传感器、应力传感器和应变传感器。传感器可以任意组合设置，注意放置应力、应变传感器时，要调整好方向和角度并使用专用工具放置设计位置。

[0023] 步骤2、传感器网络的建立：建立一种基于最小跳数场的网络结构。

[0024] 从全局网络入手，考虑所有参与未知节点定位的信标节点，通过设置加权因子，计算出未知节点的平均跳距。同时根据未知节点到最近信标节点的几何位置分布，采用质心定位算法来计算出未知节点的位置坐标。在不增加额外硬件要求的情况下，提出了混合定位算法，有效提高了节点的定位精度。

[0025] 步骤3、工程安全监测的过程：监测系统根据网络正常、网络部分瘫痪、网络完全瘫痪的情况自动进入不同的处理方式；

[0026] 步骤3的具体处理方式如下：

[0027] 网络正常时：监测结点在基于最小跳数场的网络结构中根据自己剩余的电量以及其与基站的距离利用结点能量自适应路由算法进行信息的传输。在结点无数据采集任务时，其会自动进入休眠状态，以减少电能消耗。网络部分瘫痪时：当由于电量不足或其他干扰等因素造成结点传输覆盖范围变小或部分结点的通信功能失效，致使原来网络连接发生部分瘫痪时，网络中结点的能量自适应路由算法会根据系统中每个结点能量减少或通信功能失效情况自动进行路由变化，确保信息传输的正常进行。在结点无数据采集任务时，其会自动进入休眠状态，以减少电能消耗。网络彻底瘫痪时：网络中的结点利用结点能量自适应路由算法的路由改变始终不能使信息传输到基站，那么结点将无法收到基站的确认信息。这样当结点的超时计时器溢出时，其将启动自处理机制。

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