[發明專利]一種自動增氧智能監控系統

在審

• 申請號: 201711306139.9
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN108024224A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發明（設計）人: 朱明君
• 申請（專利權）人: 朱明君
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;H04W4/70;H04W84/18;H04L29/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種自動增氧智能監控系統，其特征是，包括增氧監控無線傳感器網絡、通信網絡、增氧監控平臺，增氧監控無線傳感器網絡包括傳感器節點和匯聚節點，匯聚節點通過通信網絡和增氧監控平臺相連接；傳感器節點與匯聚節點通信連接；所述的傳感器節點包括氧氣濃度傳感器、氧氣發生裝置、控制器和電源，其中氧氣濃度傳感器、控制器和氧氣發生裝置依次連接，氧氣濃度傳感器、控制器和氧氣發生裝置分別與電源連接；

所述氧氣濃度傳感器用于實時檢測氧氣濃度，并將該氧氣濃度信息傳輸給匯聚節點，匯聚節點通過通信網絡傳輸給增氧監控平臺；

所述的增氧監控平臺用于接收通過匯聚節點傳輸來的傳感器節點處的氧氣濃度信息，并與增氧監控平臺存儲的氧氣濃度信息進行比對，進而發布控制指令；

所述控制器用于接收增氧監控平臺通過匯聚節點傳輸的控制指令，控制氧氣發生裝置的打開或閉合；

所述氧氣發生裝置用于產生氧氣，增加氧氣濃度或氧氣分壓；

所述電源用于向氧氣濃度傳感器、控制器和氧氣發生裝置供電。

2.根據權利要求1所述的一種自動增氧智能監控系統，其特征是，所述氧氣濃度傳感器為溶解氧傳感器。

3.根據權利要求1或2所述的一種自動增氧智能監控系統，其特征是，所述通信網絡為衛星通信網、互聯網或移動通信網。

4.根據權利要求1所述的一種自動增氧智能監控系統，其特征是，所述控制器為可編程控制器。

5.根據權利要求1所述的一種自動增氧智能監控系統，其特征是，傳感器節點采用分簇網絡結構進行氧氣濃度信息采集，具體為：傳感器節點通過分簇路由協議競選出簇首，傳感器節點將采集的氧氣濃度信息發送至所屬簇的簇首，進而由簇首對氧氣濃度信息進行融合并發送到匯聚節點。

6.根據權利要求5所述的一種自動增氧智能監控系統，其特征是，傳感器節點通過分簇路由協議競選出簇首，具體包括：

(1)匯聚節點通過發送廣播信號，啟動增氧監控無線傳感器網絡中所有傳感器節點運行，每個啟動的傳感器節點應用安全加密隨機數產生器生成一個0和1之間的隨機數，并計算隨機閾值，如果生成的隨機數小于隨機閾值，則成為臨時簇首；

其中，設Y(Di)表示傳感器節點Di的隨機閾值，Y(Di)的計算公式為：

Y ( D i ) = Q i / [ 1 - Q i ( r mod 1 Q i ) ] , D i ∈ V 0 , D i ∉ V ]]>

式中，Qi為傳感器節點Di成為簇首的概率，r是當前分簇的輪次，V是有資格成為簇首的傳感器節點集合，若傳感器節點在最近的輪內沒有擔任過簇首，則該傳感器節點屬于V；

(2)當選為臨時簇首的傳感器節點在對應的通信半徑范圍內廣播當選消息，并接收其他臨時簇首的廣播消息，若一個臨時簇首的剩余能量大于其所有的鄰居臨時簇首，則自動成為真正的簇首，否則恢復到普通傳感器節點狀態，其中若兩個臨時簇首間距小于其中任意一個傳感器節點的通信半徑，則該兩個傳感器節點互為鄰居臨時簇首；

(3)每個當選的簇首向周圍的傳感器節點廣播當選消息，傳感器節點根據接收到的當選消息確定周邊的簇首集合，進而傳感器節點計算與該簇首集合中每個簇首的接近度，并從中選擇最小接近度對應的簇首作為自己的簇首加入形成簇，其中，設DCb為所述簇首集合中第b個簇首，W(Dj,DCb)表示傳感器節點Dj與簇首DCb的接近度，W(Dj,DCb)的計算公式為：

W ( D j , DC b ) = L ( D j , DC b ) 2 - [ R DC b ( 1 + G DC b G DC b 0 ) ] 2 ]]>

式中，L(Dj,DCb)為傳感器節點Dj與簇首DCb的距離，為簇首DCb的通信半徑，簇首DCb的當前剩余能量，為簇首DCb的初始能量。