[發明專利]用于城市強對流天氣預防的傳感器網絡

有效

• 申請號: 201910308404.X
• 申請日: 2019-04-17
• 公開（公告）號: CN110248329B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 馬燚煒;萬雪芬;楊義;蔣學芹;海涵
• 申請（專利權）人: 東華大學;華北科技學院
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;H04W4/90;H04W28/06;H04W74/08;H04W84/18;H04L1/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;柏子雵

1.一種用于城市強對流天氣預防的傳感器網絡，其特征在于，包括布置在待監測區域的多個位置固定不動的固定節點，所有固定節點發出的信號將待監測區域完全覆蓋，用戶通過移動智能終端與固定節點進行數據交互；所述傳感器網絡還包括搭載在無人機、無人車或無人船上的移動節點，移動節點從外部獲取救援目標的位置信息后，將該位置信息發送給無人機、無人車或無人船的控制系統，由無人機、無人車或無人船搭載移動節點移動至救援目標位置處，救援目標與移動節點建立通信后，由無人機、無人車或無人船完成避險救援任務；

固定節點與移動節點之間利用LoRa協議進行組網，組成分布式無線傳感器網絡系統，組網時，LoRa的物理層協議采用透明廣播模式，僅移動節點是透明廣播模式中的匯聚節點，所有固定節點都將數據通過LoRa透明廣播傳輸給移動節點；

固定節點與移動節點的結構相同，包括主控模塊、傳感模塊、定位模塊、無線通信模塊及供電模塊，供電模塊為主控模塊、傳感模塊、定位模塊及無線通信模塊提供工作電壓，傳感模塊用于采集節點周圍的環境數據，定位模塊用于給出當前節點的定位信息，無線通信模塊包括用于實現節點間通信的低功耗廣域網LoRa單元及用于實現節點與移動智能終端通信的藍牙單元；

將移動智能終端發送至固定節點或移動節點的數據幀定義為請求幀，請求幀由幀頭部分、控制幀部分、數據請求幀部分、循環檢錯碼部分組成，其中：

幀頭部分包含當前請求幀的描述信息，幀頭部分用于檢測當前請求幀的完整性，以及過濾剔除非本傳感器網絡的數據幀，幀頭部分中包括用于標識接收當前請求幀的是固定節點還是移動節點的節點標識位；

控制幀部分包含請求傳感器數據或控制周邊器件指令，控制幀部分中包括用于標識控制幀部分包含的是請求傳感器數據或是控制周邊器件指令的標識位，若標識位表示控制幀部分包含的是請求傳感器數據，則幀指針直接指向數據請求幀部分，否則解析控制幀部分；

僅當控制幀部分包含的是請求傳感器數據，則解析數據請求幀部分，數據請求幀部分封裝了控制請求內容、請求目標、以及返回數據的類型；

循環檢錯碼部分采用了CRC循環檢測碼，僅當固定節點或移動節點檢測CRC循環檢測碼的結果正確時，才真正接收數據，否則判斷為噪聲數據，并廢棄；

固定節點與移動節點進行組網通信時將通信協議的數據包作為心跳包，采用的數據格式包括幀頭部分、數據幀部分、位置信息幀部分及求和檢錯碼部分，其中，幀頭部分僅由數據長度以及播撒前就已經寫入節點的唯一ID號組成；數據幀部分封裝了所有傳感器數據；位置信息幀部分封裝了節點的定位信息的經緯度數據；求和檢錯碼為數據幀部分與位置信息幀部分之和。

2.如權利要求1所述的一種用于城市強對流天氣預防的傳感器網絡，其特征在于，所述傳感模塊包括雷電傳感器、大氣壓傳感器及可燃氣體濃度傳感器。

3.如權利要求1所述的一種用于城市強對流天氣預防的傳感器網絡，其特征在于，所述幀頭部分還包括用于標識當前請求幀長度的數據長度標識位，當所述固定節點或所述移動節點解析數據長度標識位得到的數據幀長度與實際數據幀長度不符時，判定當前請求幀無效；所述幀頭部分還包括用于將當前傳感器網絡與其他外部系統相隔離的隔離標識位。