[發明專利]一種基于無線傳感器物聯網的滑坡監測數據無人機采集系統

在審

• 申請號: 201910277568.0
• 申請日: 2019-04-08
• 公開（公告）號: CN110082498A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 孟永東;張雪林;梁詩順;田斌
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01D21/02;H04W84/18
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

1.一種基于無線傳感器物聯網的滑坡監測數據無人機采集系統，其特征在于： 包括分散布置在滑坡體的傳感器節點、路由節點、匯聚節點、物聯網控制系統、監控中心和無人機，所述無人機用于喚醒傳感器節點，所述無人機搭載喚醒設備，用于發射喚醒節點的數據包至傳感器節點，所述傳感器節點用于采集滑坡數據并通過無線多跳路由節點將數據上傳給匯聚節點存儲，通過因特網將匯聚節點的數據傳輸到監控中心。

2. 根據權利要求1所述的一種基于無線傳感器物聯網的滑坡監測數據無人機采集系統，其特征在于：所述路由節點包括路由節點本體、設置于路由節點本體上的中央控制器A以及與中央控制器A連接的Flash存儲模塊A、無線發射接收模塊A,路由節點接收傳感器節點上傳的小量級數據，并存儲至Flash 存儲模塊A，所述Flash存儲模塊A存儲的數據通過路由節點的無線發射收發模塊A發送至匯聚節點。

3.根據權利要求1或2所述的一種基于無線傳感器物聯網的滑坡監測數據無人機采集系統，其特征在于：所述匯聚節點包括匯聚節點本體、設置于匯聚節點本體上的中央控制器以及與中央控制器連接的Flash存儲模塊 B、電源模塊B、無線發射接收模塊B，匯聚節點的無線發射接收模塊接收路由節點上傳的中量級數據，并存儲至Flash存儲模塊B，所述匯聚節點采集的大量級數據存儲至Flash存儲模塊，所述Flash存儲模塊B存儲的數據通過匯聚節點的無線發射接收模塊B發送至監控中心。

4.根據權利要求1或2所述的一種基于無線傳感器物聯網的滑坡監測數據無人機采集系統，其特征在于：所述傳感器節點、路由節點、匯聚節點兩兩之間通過ZigBee技術實現節點間的數據短距離傳輸。

5.根據權利要求4所述的一種基于無線傳感器物聯網的滑坡監測數據無人機采集系統，其特征在于：所述傳感器節點包括傳感器模塊、處理器模塊、無線收發模塊和電源模塊，分別用于監測數據的采集、存儲、傳輸以及整個節點的能量供應。

6.根據權利要求5所述的一種基于無線傳感器物聯網的滑坡監測數據無人機采集系統，其特征在于：所述傳感器模塊包括溫濕度傳感器、鹽度傳感器、環境光傳感器、波浪傳感器、風速傳感器、風向標、三軸加速度計和A/D轉換器。

7.根據權利要求1或2或5或6所述的一種基于無線傳感器物聯網的滑坡監測數據無人機采集系統，其特征在于：所述的匯聚節點由無人機均勻布放在滑坡的傳感器物聯網區域內，各個匯聚節點與其通信范圍內的傳感器節點、路由節點組網形成三層的集合結構，集合內的傳感器節點通過多跳接力的方式將采集的數據經路由節點無線發送給匯聚節點進行存儲。

8.根據權利要求5所述的一種基于無線傳感器物聯網的滑坡監測數據無人機采集系統，其特征在于：所述電源模塊采用鋰電池。

9.根據權利要求5所述的一種基于無線傳感器物聯網的滑坡監測數據無人機采集系統，其特征在于：所述傳感器模塊工作方式采用休眠機制。

10.根據權利要求1或2或5或6或8或9任一項所述的一種基于無線傳感器物聯網的滑坡監測數據無人機采集系統，其特征在于，在操作時，包括以下步驟：

1）無人機飛達滑坡區域時，喚醒設備會發射一個喚醒節點的數據包，當節點處于監聽時間段內時會接收到數據包，并判斷是否為喚醒數據包，若是，則被喚醒進入數據采集模式且會對喚醒設備端做出回應，以免喚醒設備重復發射數據包；若不是，則節點繼續處于監聽-休眠模式，等待下一個數據包，當傳感器節點處于休眠模式接收不到數據包，喚醒端會繼續向傳感器節點發射數據包，直至傳感器節點被喚醒；

2）傳感器模塊采集滑坡體數據，處理器模塊對數據進行處理存儲并通過無線收發模塊傳輸到路由節點；

3）路由節點接收傳感器節點上傳的小量級數據，并存儲至Flash 存儲模塊A，所述Flash存儲模塊A存儲的數據通過路由節點的無線發射收發模塊A發送至匯聚節點；

4）匯聚節點的無線發射接收模塊接收路由節點上傳的中量級數據，并存儲至Flash存儲模塊B，所述匯聚節點采集的大量級數據存儲至Flash存儲模塊B，所述Flash存儲模塊B存儲的數據通過匯聚節點的無線發射接收模塊B發送至監控中心。