[發明專利]一種基于無線傳感器網絡的遠程水質監測系統

在審

• 申請號: 201711424600.0
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108064065A
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 陳劍桃
• 申請（專利權）人: 陳劍桃
• 主分類號: H04W40/22
• 分類號: H04W40/22;H04W84/18;H04L29/08;G01N33/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于無線傳感器網絡的遠程水質監測系統，其特征是，包括水質監控中心、傳感監測裝置和用戶終端；所述的傳感監測裝置、用戶終端與水質監控中心通信連接；所述的傳感監測裝置包括匯聚節點和多個對水質進行監測的傳感器節點，傳感器節點采集的水質參數由匯聚節點進行匯聚并發送至水質監控中心；所述的水質監控中心用于對水質參數進行分析處理，并在水質異常時向用戶終端發送報警信號。

2.根據權利要求1所述的一種基于無線傳感器網絡的遠程水質監測系統，其特征是，所述的水質監控中心在水質參數超出設定的閾值時判定水質為異常。

3.根據權利要求2所述的一種基于無線傳感器網絡的遠程水質監測系統，其特征是，所述水質監控中心包括依次連接的水質參數存儲模塊、水質參數分析處理模塊、異常報警模塊，還包括水質參數顯示模塊，水質參數顯示模塊與水質參數存儲模塊、水質參數分析處理模塊連接。

4.根據權利要求1所述的一種基于無線傳感器網絡的遠程水質監測系統，其特征是，傳感器節點部署于設定的水質監測區域內，多個傳感器節點通過自組織方式構成一個用于感知和采集水質參數的無線傳感器網絡。

5.根據權利要求4所述的一種基于無線傳感器網絡的遠程水質監測系統，其特征是，傳感器節點構成的無線傳感器網絡為分簇網絡結構，傳感器節點在網絡啟動時刻進行分簇，從而確定多個傳感器節點作為簇頭，其余的傳感器節點歸屬于與其距離最短的簇頭；傳感器節點將采集的水質參數發送至所歸屬的簇頭，簇頭用于對簇內傳感器節點發送的水質參數進行融合后發送至匯聚節點。

6.根據權利要求5所述的一種基于無線傳感器網絡的遠程水質監測系統，其特征是，所述的傳感器節點在網絡啟動時刻進行分簇，具體為：

(1)傳感器節點與鄰居節點進行信息交互，構建鄰居節點列表，其中鄰居節點為處于傳感器節點的通信范圍內的其他傳感器節點；

(2)匯聚節點向所有傳感器節點發送廣播消息，傳感器節點收到廣播消息后按照下列公式計算自己的狀態值，其中廣播消息包含狀態值閾值：

Q i = a 1 d ( sin k , o ) 1 n i Σ j = 1 n i d ( i , j ) + a 2 E i E i 0 + a 3 d ( sin k , o ) d ( i , sin k ) ]]>

式中，Qi表示傳感器節點i的狀態值，d(sink,o)為匯聚節點到水質監控中心1的距離，d(i,j)為傳感器節點i與其第j個鄰居節點之間的距離，ni為傳感器節點i構建的鄰居節點列表具有的鄰居節點個數，Ei為傳感器節點i的當前剩余能量，Ei0為傳感器節點i的初始能量，d(i,sink)為傳感器節點i到匯聚節點的距離，a1、a2、a3為預設的權重系數，滿足a1+a2+a3＝1；

(3)若傳感器節點計算的狀態值大于狀態值閾值，則該傳感器節點成功競選為臨時簇頭，并向匯聚節點發送簇頭擔任請求消息；

(4)匯聚節點根據接收到的簇頭擔任請求消息確定最終的簇頭，并完成簇的劃分。