[發明專利]基于長距離無線mesh網絡的野外智慧監控系統

無效

• 申請號: 201210021569.7
• 申請日: 2012-01-31
• 公開（公告）號: CN102547247A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 趙增華;李灝;葉君驕
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;H04W84/18
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉國威

技術領域

本發明屬于野外大區域監控技術領域，尤其涉及一種針對野外大區域自然保護區的基于IEEE?802.11長距離無線mesh網絡的集視頻、語音和生態為一體的智慧監控系統，即涉及基于IEEE?802.11協議長距離無線mesh網絡野外監控系統。

背景技術

基于IEEE?802.11的長距離無線mesh網絡LDmesh(Long-Distance?wireless?mesh?networks)指相鄰節點間距離很長(長至幾十到上百公里)的無線mesh網絡[1]，它的節點采用廉價的大功率IEEE?802.11無線網卡和高增益定向天線，以實現長距離信號覆蓋。它使用公開ISM(Industrial?Scientific?and?Medical)頻段，無需繳納頻段使用費。耗電量低，可使用太陽能等清潔能源供電，不依賴市電供應，可以工作在極端惡劣的野外環境。因此LDmesh網絡具有成本低、帶寬高、覆蓋廣、易于部署和維護的特點，性價比高，可以廣泛應用于野外大區域的寬帶網絡部署，如自然保護區(濕地、森林、草原)的環境監控、偏遠地區的遠程醫療和遠程教育等，IEEE即美國電氣和電子工程師協會。

自然保護區是保護生物戰略資源的重要措施，對生物資源的占有量是衡量一個國家綜合國力和可持續發展能力的重要指標。自然保護區保護了我國90％的陸地生態系統類型、85％的野生動物種群、65％的高等植物群落，加強自然保護區建設和管理，就是保護我國生態安全的主體，維護經濟社會可持續發展的基礎，也是推動經濟增長方式轉變的重要手段[2]。隨著城市建設和經濟的迅猛發展，當前自然保護區面正面臨諸多威脅：(1)盲目開墾和改造等人為破壞；(2)來自工業、生活廢水的污染；(3)偷獵現象屢禁不止；(4)重大自然災害預警機制匱乏；(5)自然保護區環境的翔實信息匱乏，保護缺少科學依據。因此，加強自然保護區的監管，建設遠程實時精細、精準監控系統的任務刻不容緩。然而，由于自然保護區面積大，重點監控區域分布廣且分散，監控數據量大且類型多，自然保護區內有些區域沒有移動通信網絡的信號覆蓋，野外缺乏市電供應等現狀，難以建立一個大區域的集視頻監控和環境檢測為一體的監控系統。

野外大區域檢測面臨著如監控面積廣、監控參數類型多樣化、帶寬要求較高以及野外監控環境惡劣等諸多挑戰?，F有的解決方案通常使用如電視監控[3]、移動通信網(GSM/GPRS/CDMA)[4][13][14]、遙感[5][6]以及衛星通訊技術[7][8]等進行遠程接入。然而，電視監控所需輔助設施龐雜，安裝維護費用較高，且無法感知細粒度數據；移動通信網建設成本高，通常部署在人口密集的地區，一般無法完全覆蓋人跡罕至的野外區域。另外，移動通信網的有效傳輸速率只有幾十到一百多Kbps，難以滿足高清晰圖片、視頻的傳輸需求，此外還有額外的運行費用；遙感技術只能感知粗粒度的數據；衛星鏈路雖然覆蓋范圍大，但是費用高。

專利申請[9]發明了一種應用于氣象眼環境監控以及災害預警中的自適應數據還原分析分發系統，該系統利用移動通信網絡(3G)、MMS或SMS信令信道傳輸野外監控點所收集的數據，但是帶寬受限，且依賴于移動通信網絡，需耗費高額、持續的通信費用；專利申請[10]發明了一種集成化野外信息采集、定位和處理的系統及方法，該系統主要應用于對近距離、中小尺度的野外區域的多重信息進行一體化快速采樣以及分析判別，難以應用于對野外大面積(幾百上千平方公里)的視頻監控、語音通信和環境監測；專利申請[11]發明了一種基于紅外相機的森林火情動態監測系統，該系統未明確定義監測數據的實時傳輸方式，僅給出可供選擇的以太網或微波通信的實時傳輸方案，不支持多種數據類型的實時傳輸；專利申請[12]發明了一種多任務模式的濕地數據采集方法及系統，該系統以便攜式計算機為平臺，結合GPS模塊、圖像采集模塊、紅外測距模塊、無線通信模塊等收集距離、圖像、坐標以及空間數據信息，使用3G通信技術傳輸采集到的數據到服務器，但需依賴于3G通信網絡，耗費高額、持續的3G通信費用。

參考文獻

[1]趙增華，王楠，竇志斌，張連芳，舒炎泰，基于IEEE802.11的長距離無線mesh網絡[J]，《計算機學報》，已接收，擬于2012年4月刊出.

[2]中國網，環境保護部：國家級自然保護區評委會座談會召開[EB/OL]，http://www.china.com.cn/policy/txt/2011-08/30/content_23312194.htm，2011年08月30日.