[發明專利]一種基于云計算和WSN技術的燃氣管網智能監測系統

在審

• 申請號: 201810176254.7
• 申請日: 2018-03-03
• 公開（公告）號: CN108401239A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 邱炎新
• 申請（專利權）人: 深圳明創自控技術有限公司
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;H04W84/18;G08B21/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于云計算和WSN技術的燃氣管網智能監測系統，其特征是，包括傳感監測裝置、云計算服務器、監控中心；所述傳感監測裝置與云計算服務器的輸入端連接，監控中心與云計算服務器的輸出端連接；所述傳感監測裝置包括基站和多個負責采集燃氣管網傳感數據的傳感器節點，其中傳感器節點將采集的燃氣管網傳感數據通過多跳方式發給基站的中央中央處理器，由中央中央處理器對傳感器節點發送的燃氣管網傳感數據進行匯聚處理，并經中央中央處理器將燃氣管網傳感數據發送給云計算服務器。

2.根據權利要求1所述的一種基于云計算和WSN技術的燃氣管網智能監測系統，其特征是，所述監控中心包括中央處理器、微處理器、預警等級判定模塊、報警裝置、反饋模塊，所述中央處理器的輸出端與云計算服務器的輸入端連接，所述云計算服務器的輸出端通過反饋模塊與微處理器的輸入端電連接，所述微處理器的輸出端電連接預警等級判定模塊的輸入端，且所述預警等級判定模塊的輸出端與中央處理器的輸入端電連接，所述中央處理器的輸出端與報警裝置的輸入端電連接。

3.根據權利要求1所述的一種基于云計算和WSN技術的燃氣管網智能監測系統，其特征是，傳感器節點包括壓力傳感器、氣體傳感器、水位傳感器的一種或多種。

4.根據權利要求1-3任一項所述的一種基于云計算和WSN技術的燃氣管網智能監測系統，其特征是，各傳感器節點通過分簇路由協議劃分成多個簇，從而構建分簇的無線傳感器網絡，其中每個簇包括一個主要簇頭和一個次要簇頭，主要簇頭用于聚合簇內傳感器節點采集的燃氣管網傳感數據，次要簇頭用于接收主要簇頭發送的聚合的燃氣管網傳感數據，并將接收的聚合的燃氣管網傳感數據通過多跳路由的方式發送至基站。

5.根據權利要求4所述的一種基于云計算和WSN技術的燃氣管網智能監測系統，其特征是，所述的分簇路由協議包括：

(1)燃氣管網監測區域內部署的每個傳感器節點接收基站廣播的“hello”數據包，確定自身到基站的距離，并記錄收到該“hello”數據包的實際信號強度，所述“hello”數據包包括由基站設定的各傳感器節點接收“hello”數據包的理論信號強度；

(2)傳感器節點隨機生成概率G_i，若概率G_i小于設定的概率閾值G，則該傳感器節點成為工作節點并立刻加入工作節點集；若概率G_i不大于設定的概率閾值G，則該傳感器節點成為睡眠節點；

(3)工作節點確定自身的當前感知半徑，并向工作節點集中的其余工作節點廣播節點信息，其中節點信息包括自身ID號、當前感知半徑；

(4)當工作節點接收到其余工作節點的節點信息后，若工作節點α位于工作節點β的感知范圍內，則工作節點α加入到工作節點β的鄰居節點集中；

(5)工作節點的鄰居節點集中，優選值最大的工作節點當選為主要簇頭并向其余傳感器節點廣播當選信息，未當選主要簇頭的工作節點成為成員節點并加入到最近的主要簇頭；

其中，優選值的計算公式為：

式中，Y_j表示工作節點j的優選值，E_j為工作節點j的當前剩余能量，E_j0為工作節點j的初始能量，R_j為工作節點j的當前感知半徑，D(j,sink)為工作節點j到基站的距離；U_j為工作節點j收到基站“hello”數據包的實際信號強度，為由基站設定的工作節點j接收“hello”數據包的理論信號強度，為設定的取值函數，當時，當時，λ₁、λ₂為設定的權重系數，且λ₁+λ₂＝1；

(6)睡眠節點接收到所述的廣播當選信息后被激活，并加入到最近的主要簇頭，分簇完成后，主要簇頭在其簇中選擇一個傳感器節點作為次要簇頭。

6.根據權利要求5所述的一種基于云計算和WSN技術的燃氣管網智能監測系統，其特征是，當次要簇頭的當前剩余能量低于設定的最低能量值時，次要簇頭在其簇中重新確定一個傳感器節點作為次要簇頭。