[發明專利]無線傳感器網絡遠程數據傳輸系統

無效

• 申請號: 200910030013.2
• 申請日: 2009-03-31
• 公開（公告）號: CN101527733A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 蔡福軍;陳玲;蔣中秋;陳祖爵;閆述
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L29/06;H04W84/18
• 代理公司: 南京知識律師事務所
• 代理人: 盧亞麗

技術領域

本發明涉及無線通信領域，具體涉及一種經由GPRS的無線傳感器網絡遠程數據傳輸系統。

背景技術

具有現代意義的無線傳感器網絡由于其自身的特點，在大面積監測中有著廣泛的應用前景。網絡主要由一般節點和匯聚節點組成。一般節點主要負責采集數據，它們之間通過無線通信方式形成多跳的、自組織的、動態的網絡系統。匯聚節點主要將一般節點的監測數據匯總后傳給監控中心服務器終端，并將監控中心的指令發送給一般節點。目前的大部分無線傳感器網絡的產品中，匯聚節點和服務器PC機之間通過有線的方式或者近距離的無線方式進行通信，然后再通過該PC機與Internet網互連。但是在大面積野外環境應用中，在匯聚節點處配置PC機是不太現實的，原因有：(1)PC機的供電問題難以解決；(2)PC機放置野外不安全而且不易維護；(3)即使解決了(1)、(2)也不一定能保證PC機位于Internet網絡的覆蓋范圍之內，達不到數據的遠程傳輸效果，限制了無線傳感器網絡的應用范圍。因此，解決大規模無線傳感器網絡與Internet網之間的信息互訪問題尤為重要。

有人提出在無線傳感器網絡與Internet網之間加入網關節點(南京郵電大學王汝傳，董挺挺，孫力娟，黃海平，陳志.無線傳感器網絡與Internet網的連接裝置及連接方法.國家發明專利公開號101087304，中國專利信息網，公開日期2007.12.12)，通過該網關節點接入Internet網。該方案可以解決一部分無線傳感器網絡與Internet網的互訪問題，但也有它的局限性。例如，網關節點與匯聚節點的最遠通信距離理論上也只有1000多m，而且網關節點還得放置于距離Internet網站100米的范圍內，算下來匯聚節點與Internet網站的距離也就1000多m。而Internet網絡的覆蓋范圍還沒有達到廣大的面積和偏遠的地區。因此，該方案還不能獲得真正的遠程雙向數據傳輸能力。

2002年，在美國Intel實驗室和大西洋學院聯合進行的大鴨島環境監測項目中，采用了匯聚節點經由衛星再到Internet網絡的方式(Polastre?J，Szewczyk?R，Mainwaring?A，Culler?D.Anderson?J.Analysis?of?wireless?sensor?network?for?habitat?monitoring.Wireless?Sensor?Networks，2004：399-423)。但衛星通信方式運營成本較高，根據我國現有的國情，目前此種通信方式受到限制。

全球移動通信(Global?System?for?Mobile?Communication，簡稱GSM)和在此基礎上發展起來的通用分組無線業務(General?Packet?Radio?Service，簡稱GPRS)的覆蓋面積遠遠超過了Internet網絡，在無線傳感器網絡的遠程通信中是可資利用的(Kalden?R，Metrtck?I，Meyer?M.Wireless?internet?access?based?on?GPRS.IEEE?Personal?Communications，2003，52(4)：997-1003)。是煤田火災、農田作物、環境監測等間斷性的少量數據傳輸的一種高效、低成本的傳輸途徑。用戶在線按流量計費，大大降低了系統的營運成本，十分靈活方便。GPRS方式和GSM方式(Chin?E?Lin，Chih-Ching?Li，An-Sang?Hou，Chih-chen?Wu.A?real-time?remote?control?architectureusing?mobile?communication.IEEE?Transactions?on?Instrumentation?and?Measurement，2003，52(4)：8-18)(李東青.基于GSM手機模塊的鉆孔水位、水溫遙測系統[M].山東科技大學碩士論文，2006，5：4-5)可以共同應用、相互補充，保證通信的可靠性與穩定性。

發明內容

1、要解決的技術問題

無線傳感器節點本身的最大通信距離理論上只有300m～500m(實際應用中受周圍環境影響更短)，僅適合短距離且為視距距離的通信。要將監測數據傳輸到幾km、幾百km甚至幾千km的監控中心，需要解決遠程數據傳輸問題以及監控中心對所有監控節點的實時控制。本發明通過GPRS網絡將無線傳感器網絡與Internet網互聯起來，最終實現無線傳感器網絡到監控中心服務器之間數據和指令的遠程雙向傳輸。

2、技術方案