[發明專利]基于物聯網的倉庫智能監測系統

有效

• 申請號: 201811033646.4
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN109147263B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 張云峰;俞慶偉;徐火柳
• 申請（專利權）人: 杭州云澤中科技有限公司
• 主分類號: G08B21/18
• 分類號: G08B21/18;G08B3/10;G07C9/37;H04W4/38;H04W40/10;H04W40/32;H04W84/18
• 代理公司: 北京高航知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 喬浩剛

1.基于物聯網的倉庫智能監測系統，其特征是，包括：

環境監測模塊，用于監測倉庫環境，采集倉庫環境數據并發送至監控中心；

監控中心，用于顯示倉庫環境數據，以及將倉庫環境數據與對應的預設環境閾值進行比較，在倉庫環境數據超過對應的預設環境閾值時進行報警；

人臉識別模塊，用于對要進入倉庫大門的人員進行人臉信息比對識別，當人臉信息符合時，輸出開啟信號至自動開啟模塊和紅外探測模塊；

自動開啟模塊，用于當接收到開啟信號時開啟大門；

紅外探測模塊，用于當接收到開啟信號時開始探測人體紅外線信息，當紅外探測模塊探測不到人體紅外線信息時，輸出關閉信號至自動關閉模塊；

自動關閉模塊，用于當接收到關閉信號時關閉倉庫大門；

所述環境監測模塊包括匯聚節點和部署在倉庫各處的多個傳感器節點；傳感器節點采集倉庫環境數據，匯聚節點匯聚各傳感器節點的倉庫環境數據，并發送至監控中心；匯聚節點和多個傳感器節點通過自組織形成無線傳感器網絡，網絡初始化后，根據分簇路由算法將傳感器節點分為多個簇，其中每個簇包括一個簇頭，簇頭用于收集簇內各傳感器節點采集的倉庫環境數據，并將收集的倉庫環境數據傳送至匯聚節點；所述的分簇路由算法，包括：

(1)匯聚節點向網絡各傳感器節點發送分簇指令，所述分簇指令包括狀態值閾值Ψ_m；

(2)各傳感器節點接收到分簇指令后計算自己的狀態值，若傳感器節點的狀態值大于狀態值閾值Ψ_m，則該傳感器節點成為備選簇頭；

(3)成為備選簇頭的傳感器節點向鄰居節點廣播簇頭競選消息，并啟動計時器；若備選簇頭在計時器結束前接收到其余備選簇頭廣播的簇頭競選消息，比較狀態值，狀態值最大的備選簇頭當選為簇頭，其余狀態值較小的備選簇頭退出簇頭競選；若備選簇頭在計時器結束前未接收到其余備選簇頭廣播的簇頭競選消息，則當選為簇頭；

(4)未當選簇頭的傳感器節點作為成員節點，并加入到距離最近的簇頭，進而完成分簇；

其中，Ψ_m由下列公式確定：

式中，N為網絡中已部署的傳感器節點個數，W_h為傳感器節點的通信距離，其中每個傳感器節點具有相同的通信范圍；Y為監測區域的面積，Z_min為預設的成為簇頭的最低能量值，Z₁為傳感器節點用于通信的每單位時間內的能量消耗，Z₂為傳感器節點用于感知和計算的每單位時間內的能耗，Z₁、Z₂的值為固定設定值，b₁、b₂為預設的權重系數；

其中，傳感器節點的狀態值由下列公式確定：

式中，Ψ_i為傳感器節點i的狀態值，Q_i為傳感器節點i的鄰居節點個數，Z_i為傳感器節點i的當前剩余能量；

完成分簇后，簇頭對簇內的各傳感器節點進行依次冗余檢測，對檢測出的冗余節點進行休眠，包括：

(1)簇頭根據距離由近到遠的順序對簇內各傳感器節點進行排序，構建成員節點列表，設成員節點列表中的傳感器節點數量為Q，并初始化參數h＝1；

(2)簇頭對成員節點列表中的第h個傳感器節點進行冗余檢測，若第h個傳感器節點滿足下列冗余判定公式，則令該第h個傳感器節點進入休眠狀態，否則對該第h個傳感器節點不作處理，執行(3)：

式中，T_h為所述第h個傳感器節點的感知區域，h≠j；X₀為所述成員節點列表中的傳感器節點集合，X為所述成員節點列表中已休眠的傳感器節點集合，(X₀-X)表示所述成員節點列表中除去所述第h個傳感器節點外的未休眠傳感器節點集合；T_j為所述未休眠傳感器節點集合中的第j個傳感器節點的感知區域；

(3)令h＝h+1，執行(2)，直至h＝Q；

在倉庫環境數據傳輸階段，匯聚節點對各簇頭定期進行異常檢測，并向檢測出的異常簇頭發送更新指令；接收到該更新指令的簇頭在其簇內選擇一個傳感器節點作為該簇的新簇頭，自己則從簇頭角色轉換為該簇的成員節點角色；

其中選擇新簇頭時，具體執行：

(1)計算簇內各傳感器節點的權值：

式中，G_r表示簇內第r個傳感器節點的權值，Q_r為所述第r個傳感器節點的鄰居節點個數，Z_r為所述第r個傳感器節點的當前剩余能量，c_max為預設的更新次數閾值，c_r為所述第r個傳感器節點到目前為止擔任簇頭的次數；

(2)選擇權值最大的傳感器節點作為該簇的新簇頭；

其中，匯聚節點對各簇頭進行異常檢測，具體為：統計上一個設定周期內接收到的各簇頭的數據包數量，根據該數據包數量得到各個簇頭的數據傳遞次數，將數據傳遞次數大于或等于高頻閾值的簇頭標記為異常簇頭。