[發明專利]一種基于無線傳感器網絡的機場環境監控方法

有效

• 申請號: 201010264833.0
• 申請日: 2010-08-27
• 公開（公告）號: CN101908997A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 吳玉成;程焱芳;胡磊;劉陽
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H04L12/46
• 分類號: H04L12/46;H04W84/18;G08C17/02;G08B25/08
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所 50211
• 代理人: 郭云

1.一種基于無線傳感器網絡的機場環境監控方法，其特征在于按照以下步驟進行：

第1步：搭建一個無線傳感器網絡WSN，所述無線傳感器網絡WSN由一個網絡協調器、N個終端設備以及M個監測節點組成，所述N和M都為大于或等于1的整數，所述M個監測節點布置在機場環境中，用于采集機場環境信息，所述終端設備用于獲取所述監測節點所采集的環境信息并將該環境信息上傳至所述網絡協調器中；

第2步：搭建一個虛擬專用網絡VPN，所述虛擬專用網絡VPN由監控中心、安防系統以及至少一個手持設備構成，所述監控中心、安防系統以及任意一個手持設備上均設置有通用無線分組業務GPRS模塊，所述GPRS模塊上安裝有APN接入卡，該APN接入卡用于實現所述監控中心、安防系統以及任意一個手持設備之間的實時數據傳輸；

第3步：所述網絡協調器按照默認方式向所述無線傳感器網絡WSN內廣播第一種MAC層幀格式MAC1，所述無線傳感器網絡WSN內的終端設備和監測節點接收到所述第一種MAC層幀格式MAC1后，按照時分多址TDMA無線信道接入方式上傳所述環境信息給所述網絡協調器，所述網絡協調器按照GPRS協議將所獲取的環境信進行封裝組幀，最后將封裝成的GPRS數據幀傳送給所述監控中心；

第4步：所述監控中心接收并存儲所述網絡協調器上傳的GPRS數據幀，解析并獲取所述GPRS數據幀中的有效環境信息，調用系統預設的事件觸發值與所述有效環境信息進行比較，判斷機場環境是否安全；

當所述監控中心接收的有效環境信息小于所述系統預設的事件觸發值時，監控中心判定機場環境處于安全狀態，否則，判定機場環境處于遭受威脅狀態；

第5步:當所述監控中心判定出機場環境處于安全狀態時，返回所述第4步，所述監控中心繼續對所述網絡協調器上傳的GPRS數據幀進行處理和判斷；

當所述監控中心判定出機場環境處于遭受威脅狀態時，該監控中心進一步根據威脅發生地點來判斷機場環境是處于預警狀態還是處于緊急報警狀態；

如果機場環境處于預警狀態，所述監控中心向所述網絡協調器發送第二控制消息，當所述網絡協調器接收到所述監控中心發送的第二控制消息時，該網絡協調器向所述無線傳感器網絡WSN內廣播第二種MAC層幀格式MAC2，所述無線傳感器網絡WSN內的終端設備和監測節點接收到所述第二種MAC層幀格式MAC2后，按照時分多址TDMA和載波監聽沖突避免CSMA/CA無線信道混合接入方式上傳所述環境信息給所述網絡協調器；

如果機場環境處于在緊急報警狀態時，所述監控中心向所述網絡協調器發送第三控制消息，當所述網絡協調器接收到所述監控中心發送的第三控制消息時，該網絡協調器向所述無線傳感器網絡WSN內廣播第三種MAC層幀格式MAC3，所述無線傳感器網絡WSN內的終端設備或/和監測節點接收到所述第三種MAC層幀格式MAC3后，按照載波監聽沖突避免CSMA/CA無線信道接入方式上傳所述環境信息給所述網絡協調器；?

第6步：當機場環境處于預警狀態或緊急報警狀態時，所述監控中心控制所述手持設備和/或所述安防設備采取安全防范動作。

2.根據權利要求1所述的一種基于無線傳感器網絡的機場環境監控方法，其特征在于：所述無線傳感器網絡WSN采用網狀網絡拓撲結構，所述網絡協調器、任意一個終端設備以及任意一個監測節點兩兩之間至少存在一條通信鏈路；?

如果所述監測節點與所述網絡協調器的通信距離在1跳范圍以內，所述監測節點直接傳送環境監測數據到所述網絡協調器；

如果所述監測節點與所述網絡協調器的通信距離在1跳范圍以外，所述監測節點通過其它監測節點或終端設備轉發所述環境監測數據；

所述終端設備用于構建所述無線傳感器網絡WSN中的主干路由鏈路，還用于接收所述監測節點上傳的環境監測數據，并將該數據通過所述主干路由鏈路轉發至所述網絡協調器中。

3.根據權利要求1所述的一種基于無線傳感器網絡的機場環境監控方法，其特征在于：所述監測節點人工布置在需要監測的機場環境內，其布置方式分為埋地式、地面分布式和半空分布式，所述監測節點內部采用至少一種傳感器模塊，所述傳感器模塊為溫度/濕度傳感器、壓力傳感器、速度/位移/高度傳感器、圖像/噪音傳感器、風向/風速傳感器或有害氣體/粉塵傳感器中的一種或多種組合。