[發明專利]無線傳感器節點中的故障管理方法與裝置

在審

• 申請號: 201810255752.0
• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN108462974A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 孫久;邵俊;朱錦新;董琴
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: H04W24/04
• 分類號: H04W24/04;H04W52/02;H04W84/18;H04W4/38
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳建和

一種無線傳感器節點中的故障管理方法，基于如下裝置：傳感器單元，Zigbee收發模塊以及控制器；傳感器單元采集傳感器數據，將采集到的數據發送給控制器，控制器將采集數據發送給Zigbee收發模塊，Zigbee收發模塊通過Zigbee無線通信的方式發送采集數據；另設有GPRS收發模塊、故障檢測模塊、狀態切換模塊，故障檢測模塊定期檢測Zigbee收發模塊是否正常工作，如果檢測到Zigbee收發模塊正常工作，則故障檢測模塊繼續定期檢測，并向控制器發送狀態正常反饋信號，如果檢測到Zigbee收發模塊出現故障，則故障檢測模塊向控制器發送故障信號。

技術領域

本發明涉及無線傳感器節點，尤其涉及無線傳感器節點中的故障管理方法。

背景技術

現有技術的無線傳感器網絡中，無線傳感器節點一般采用GPRS模塊和管理中心進行通信，將采集數據發送給管理中心進行分析和處理。由于GPRS通信需要與基站建立通信連接，涉及的網絡結構較為復雜，因此建立通信連接以及維持通信所需的耗電量較高。而在野外的無線傳感器節點通常以電池方式供電，電池電量有限，省電是保證傳感器節點長期有效工作的重要因素。

為解決上述問題，現有技術中提出一種以Zigbee方式(MESH)組網代替GPRS上報采集數據的無線傳感器網絡。Zigbee技術是基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網協議，其特點是低復雜度，低功耗，是用于遠程控制領域，可以嵌入各種設備。雖然Zigbee無線傳感器節點具有省電的優點，但是當Zigbee通信模塊出現故障時，則無法及時將故障信息經Zigbee通信網絡上報給管理中心，而現有技術只關注傳感器本身以及采集數據是否出現異常，并不關注通信模塊是否正常。并且，當Zigbee通信模塊故障時，傳感器節點仍在采集數據，此時采集的數據無法經Zigbee通信網絡上報給管理中心，由于許多采集數據要求是實時的，因此無法實時上報的采集數據是無意義的。并且無線傳感器節點往往分布在較廣的地理范圍內，維修人員從發現故障到完成對Zigbee通信模塊的維修需要比較長的時間，在這段時間內，毫無意義的數據采集已經耗費了大量電能。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明目的在于提供一種無線傳感器節點中的故障管理方法與裝置，本發明的另一目的在于提供一種無線傳感器網絡，包括多個如權利要求1所述的無線傳感器節點，還包括Zigbee-GPRS網關和管理中心，各個無線傳感器節點之間以Zigbee方式實現組網。

本發明技術方案是：一種無線傳感器節點中的故障管理方法，基于如下裝置：傳感器單元，Zigbee收發模塊以及控制器，其中，傳感器單元采集傳感器數據，將采集到的數據發送給控制器，控制器將采集數據發送給Zigbee收發模塊，Zigbee收發模塊通過Zigbee無線通信的方式發送采集數據，其特征在于：另設有GPRS收發模塊、故障檢測模塊、狀態切換模塊，故障檢測模塊定期檢測Zigbee收發模塊是否正常工作，如果檢測到Zigbee收發模塊正常工作，則故障檢測模塊繼續定期檢測，并向控制器發送狀態正常反饋信號，如果檢測到Zigbee收發模塊出現故障，則故障檢測模塊向控制器發送故障信號，控制器收到故障信號后，向GPRS收發模塊發送激活信號，同時向狀態切換模塊發送停止工作命令，GPRS收發模塊收到激活信號后，接入GPRS網絡，向管理中心發送故障信息，狀態切換模塊在收到停止工作命令后，使傳感器單元停止工作。

進一步的，控制器在接收到狀態正常反饋信號時，向狀態切換模塊發送工作命令。

進一步的，狀態切換模塊是設在傳感器單元的供電電路上的開關，當收到工作命令時，開關導通，使電源向傳感器單元供電，當收到停止工作命令時，開關斷開，使電源停止向傳感器單元供電。

進一步的，無線傳感器節點包括報警指示燈，當故障檢測模塊檢測到Zigbee收發模塊出現故障時，報警指示燈閃爍。

進一步的，故障信息包括故障時間，出現故障的無線傳感器節點的ID或地理位置等。