[發明專利]基于無線傳感器網絡的低功耗校園監控傳染病預警系統

在審

• 申請號: 202011095089.6
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112218260A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 劉斌;陸峰;劉偉彥;勾榮;龔偉
• 申請（專利權）人: 江蘇開放大學（江蘇城市職業學院）
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;H04W52/02;H04W84/18;G01K13/00;G08B31/00;G16H50/80
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 陳月菊

1.一種基于無線傳感器網絡的低功耗校園監控傳染病預警系統，其特征在于，所述預警系統包括M個溫度傳感器節點裝置、N個路由器節點裝置、協調器節點裝置和監控中心；所述M、N為大于等于1的正整數，且M大于等于N；

所述溫度傳感器節點裝置、路由器節點裝置和協調器節點裝置均被設置成周期性喚醒工作模式，在喚醒期間執行數據采集、處理和收發任務；

所述M個溫度傳感器節點裝置一一對應地佩戴在用戶身上，用于根據外部控制指令按照預設體溫采集周期采集所屬用戶的體溫數據；

所述N個路由器節點裝置分布設置在校園內，每個所述路由器節點裝置與通信范圍內至少一個溫度傳感器節點裝置連接，每個所述路由器節點裝置在喚醒期間接收對應的所有溫度傳感器節點裝置發送的體溫數據，對體溫數據進行融合處理，將融合結果發送至協調器節點裝置；

所述協調器節點裝置整合所有路由器節點裝置發送的經融合處理后的體溫數據，根據預設的預警策略對其進行處理，篩選出其中的預警數據，并根據預警數據生成對應的預警信號進行預警；

所述監控中心與協調器節點裝置連接，用于接收并存儲協調器節點裝置發送的體溫數據和對應的預警處理結果，自適應地調整協調器節點裝置的預警策略。

2.根據權利要求1所述的基于無線傳感器網絡的低功耗校園監控傳染病預警系統，其特征在于，所述溫度傳感器節點裝置包括溫度傳感器、第一微控制器、第一顯示模塊、第一射頻通信模塊和第一電源模塊；所述第一電源模塊分別與溫度傳感器、第一微控制器、第一顯示模塊、第一射頻通信模塊連接，提供其正常工作所需電源；

所述溫度傳感器、第一顯示模塊、第一射頻通信模塊均與第一微控制器電連接；所述溫度傳感器根據第一微控制器的控制指令按照預設體溫采集周期采集所屬用戶的實時體溫，所述第一微控制器將實時體溫通過第一顯示模塊進行顯示，并在路由器節點裝置喚醒期間通過第一射頻通信模塊將當前路由器喚醒周期內采集到的所有體溫數據發送至路由器節點裝置；

所述第一微控制器通過Z-stack協議棧對溫度傳感器節點采用休眠機制。

3.根據權利要求2所述的基于無線傳感器網絡的低功耗校園監控傳染病預警系統，其特征在于，所述第一微控制器還用于在路由器節點裝置喚醒期間將第一電源模塊的剩余電量連同體溫數據一起發送至路由器節點裝置，并接收路由器節點裝置反饋的下一個路由器喚醒周期內的體溫采集周期。

4.根據權利要求2所述的基于無線傳感器網絡的低功耗校園監控傳染病預警系統，其特征在于，所述溫度采集周期為動態的，當溫度傳感器節點數據處于正常范圍內時，按預定的常規周期采集體溫數據；當體溫高于警戒溫度，啟動異常體溫采集模式，采集頻率根據溫度的異常程度動態變化，體溫越高采集頻率越高，路由器喚醒周期相應動態變化，同時異常體溫采集的節點范圍擴大到異常節點周圍的3階鄰居節點。

5.根據權利要求1所述的基于無線傳感器網絡的低功耗校園監控傳染病預警系統，其特征在于，所述第一射頻通信模塊包括相互連接的巴比倫匹配電路和單極子不平衡天線；

所述巴比倫匹配電路包括收發端(RF_N)、收發端(RF_P)、電容(C15)、電容(C16)、電容(C17)、電容(C18)、電容(C19)、電感(L1)和電感(L2)；所述收發端(RF_N)依次通過電容(C15)、電感(L1)和電容(C19)連接至單極子不平衡天線；所述收發端(RF_P)依次通過電容(C16)、電容(C17)和電容(C19)連接至單極子不平衡天線；所述電容(C15)與電感(L1)相連接的端部通過電容(C18)連接至地；所述電容(C16)與電容(C17)相連接的端部通過電感(L2)連接至地；

所述單極子不平衡天線包括由分立電感L1、L2，電容C15、C16和C17組成非平衡變壓器。