[發(fā)明專利]一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811204780.6
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN109212153A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳美特優(yōu)科技有限公司
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18;G08C17/02
• 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(wǎng)絡(luò)的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是，包括水質(zhì)監(jiān)測裝置、基站設(shè)備和水質(zhì)監(jiān)測中心；所述水質(zhì)監(jiān)測裝置包括多個傳感器節(jié)點，所述傳感器節(jié)點對待監(jiān)測水域進行監(jiān)測感知，并將獲得的水質(zhì)狀態(tài)傳感數(shù)據(jù)發(fā)送至所述基站設(shè)備；所述基站設(shè)備匯聚各傳感器節(jié)點發(fā)送的水質(zhì)狀態(tài)傳感數(shù)據(jù)，進行處理后轉(zhuǎn)發(fā)至所述水質(zhì)監(jiān)測中心；所述水質(zhì)監(jiān)測中心用于對所述基站設(shè)備發(fā)送的水質(zhì)狀態(tài)傳感數(shù)據(jù)進行分析處理和顯示，并在水質(zhì)狀態(tài)傳感數(shù)據(jù)異常時進行報警。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是，所述水質(zhì)狀態(tài)傳感數(shù)據(jù)包括待監(jiān)測水域的溫度、PH值、折射率、電導(dǎo)率和/或溶解氧含量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是，所述水質(zhì)監(jiān)測中心包括數(shù)據(jù)處理器和顯示器；所述數(shù)據(jù)處理器將收到的水質(zhì)狀態(tài)傳感數(shù)據(jù)與對應(yīng)設(shè)定的安全閾值進行比較，輸出比較結(jié)果，并由所述顯示器對比較結(jié)果進行顯示。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是，還包括與所述數(shù)據(jù)處理器連接的報警器，當(dāng)水質(zhì)狀態(tài)傳感數(shù)據(jù)超出對應(yīng)設(shè)定的安全閾值時，所述數(shù)據(jù)處理器驅(qū)動報警器進行報警。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是，傳感器節(jié)點內(nèi)置至少一種下述傳感器：

溫度傳感器，用于采集待監(jiān)測點處的溫度；

PH值傳感器，用于采集待監(jiān)測點處的PH值；

折射率傳感器，用于采集待監(jiān)測點處的折射率；

電導(dǎo)率傳感器，用于采集待監(jiān)測點處的電導(dǎo)率；

溶解氧含量傳感器，用于采集待監(jiān)測點處的溶解氧含量。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是，在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)啟動時刻，所述基站設(shè)備對傳感器節(jié)點進行分簇，確定作為簇首的傳感器節(jié)點，而剩余的傳感器節(jié)點作為簇成員節(jié)點；簇成員節(jié)點用于采集水質(zhì)狀態(tài)傳感數(shù)據(jù)并將水質(zhì)狀態(tài)傳感數(shù)據(jù)發(fā)送至所屬簇的簇首；簇首用于將自身采集的水質(zhì)狀態(tài)傳感數(shù)據(jù)和接收到的水質(zhì)狀態(tài)傳感數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至所述基站設(shè)備。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是，所述基站設(shè)備對傳感器節(jié)點進行分簇，具體為：

(1)從傳感器節(jié)點中確定N個傳感器節(jié)點作為臨時簇首；

(2)對N個臨時簇首進行篩選，具體為：利用下式計算任意兩個臨時簇首a,b之間的關(guān)聯(lián)度值，若關(guān)聯(lián)度值大于設(shè)定的關(guān)聯(lián)度閾值，則將其中一個能量較小的臨時簇首恢復(fù)為簇成員節(jié)點；

式中，REL(a,b)為臨時簇首a和臨時簇頭b之間的關(guān)聯(lián)度值，分別為臨時簇首a、b的初始能量值，E_a、E_b分別為臨時簇首a、b的當(dāng)前剩余能量值，SNR_a、SNR_b分別為臨時簇首a、b的當(dāng)前信噪比，d(a,BS)為臨時簇首a與所述基站設(shè)備BS之間的距離，d(b,BS)為臨時簇首b與所述基站設(shè)備BS之間的距離,d(a,b)為臨時簇首a與臨時簇首b之間的距離；

(3)將仍是臨時簇首的傳感器節(jié)點作為所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)最終的簇首，成為簇首的傳感器節(jié)點進行成簇廣播，未成為簇首的傳感器節(jié)點歸屬于與其通信距離最近的簇首，成為相應(yīng)簇首的簇成員節(jié)點。