[發明專利]工業裝備及環境監控的WSN信息感知系統及方法

有效

• 申請號: 201410414547.6
• 申請日: 2014-08-21
• 公開（公告）號: CN104157120B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 陳俊杰;于淼
• 申請（專利權）人: 南京拓諾傳感網絡科技有限公司;東南大學
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02;H04W84/18
• 代理公司: 南京先科專利代理事務所(普通合伙)32285
• 代理人: 繆友菊

1.一種用于工業裝備及環境監控的WSN信息感知方法，其特征在于，基于工業裝備及環境監控的WSN信息感知系統，該系統包括無線采集器，分布在監測現場環境中，用于獲取和存儲工業裝備或環境的傳感數據，并將獲取的傳感數據通過自組網發送到無線網關；無線控制器，用于接收無線網關傳來的控制指令、按照控制指令對開關型執行設備進行控制、并反饋執行設備的狀態信息給無線網關，同時轉發無線采集器的傳感數據到無線網關；無線網關，用于系統自組網中的數據交換和路由選擇、將基站傳來的控制指令發送給無線控制器，同時作為底層無線傳感器網絡的匯聚節點、負責接收無線采集器通過自組網傳來的傳感數據以及無線控制器反饋回來的狀態信息無線發送到基站；基站，設置在工業現場的監控室內，通過串口與本地監控終端相連，作為無線傳感器網絡和本地監控終端的連接點，基站下行接收無線網關傳來的工業裝備或環境的傳感數據和狀態信息，將其經過分析、處理、配置后，上行通過串口發往本地監控終端，并將本地監控終端下達的控制指令發送到無線網關；本地監控終端，接收基站上傳的傳感數據和狀態信息，存儲、顯示采集到的傳感數據，工作人員根據本地監控終端顯示的傳感數據決定相應執行設備的開/關操作，并由本地監控終端發送控制指令到基站；

包括如下步驟：

第1步：無線采集器、無線控制器、無線網關和基站上電初始化；將無線網關設置為底層無線傳感器網絡的匯聚節點，基站發出系統預啟動數據包給無線網關、基站保持偵聽狀態，無線網關保持偵聽狀態、將自身到匯聚節點的跳數h_s0設置為0，無線采集器保持偵聽狀態、將自身到匯聚節點的跳數h_s設置為0，無線控制器采集執行設備的狀態信息，發送至無線網關、保持偵聽狀態；

第2步：無線網關若未收到系統預啟動數據包則繼續保持偵聽狀態；若收到系統預啟動數據包，則廣播路由更新消息包，并開啟路由更新定時器Timer1，路由更新定時器Timer1時間到后，無線網關廣播路由更新消息包；無線控制器收到來自無線網關的更新消息包后，將跳數H_s加1后廣播該消息包；無線采集器接收到更新消息包后，則根據消息包中的傳輸控制字段TControl決定是否將跳數H_s加1后繼續廣播消息包，并按照路由協議規則更新自己的跳數h_s及鄰居表信息；若路由更新定時器Timer1時間未到，則無線網關繼續保持偵聽狀態；

第3步：路由更新過程結束后，無線采集器開啟數據采集定時器Timer2，周期性地采集傳感數據，數據采集定時器Timer2時間到后將傳感數據包通過自組網算法發送至無線網關；若數據采集定時器Timer2時間未到，則無線采集器繼續保持偵聽狀態； 若無線采集器接收到其他無線采集器發來的傳感數據包，則采用自組網算法轉發該傳感數據包到無線網關；

第4步：若無線網關收到無線采集器或無線控制器發送來的傳感數據包或者無線控制器發送的狀態信息包、則發送至基站，若無線網關收到基站發來的控制指令、則將控制指令發送到無線控制器；

第5步：若無線控制器收到無線網關發送來的控制指令，則按照控制指令中的要求對相應的執行設備進行開關控制，開啟定時器Timer3，無線控制器的定時器Timer3時間到后，采集執行設備的狀態并將其封裝進狀態信息包發送到無線網關；無線控制器若收到無線采集器發來的傳感數據包，則將其轉發到無線網關；

第6步：若基站接收到無線網關發送來的傳感數據包或狀態信息包，則將其進行一定處理后發送到本地監控終端；若基站接收到本地監控終端傳來的控制指令，則將其發送到無線網關；

第7步：若本地監控終端接收到基站的傳感數據包，則存儲傳感數據包中的監測數據并顯示該監測數據，工作人員根據顯示的各組數據決定如何對相關的執行設備進行控制，發送控制指令；若本地監控終端收到的是狀態消息包，則更新頁面上顯示的執行設備狀態。