[發(fā)明專利]基于混合模式自組網(wǎng)結(jié)構(gòu)的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011118362.2
• 申請(qǐng)日: 2020-10-19
• 公開（公告）號(hào): CN112291732B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊國棟;李志碩;李恩;田雨農(nóng);梁自澤;譚民;景奉水;龍曉宇;王昊;張延峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所
• 主分類號(hào): H04W4/38
• 分類號(hào): H04W4/38;H04W84/18;G08C17/02;G01D21/02
• 代理公司: 北京市恒有知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11576
• 代理人: 郭文浩;尹文會(huì)

1.基于混合模式自組網(wǎng)結(jié)構(gòu)的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：小數(shù)據(jù)量環(huán)境信息采集模塊、大數(shù)據(jù)量環(huán)境信息采集模塊、小數(shù)據(jù)量環(huán)境信息傳送模塊、環(huán)境信息處理模塊和環(huán)境信息顯示模塊；

所述小數(shù)據(jù)量環(huán)境信息采集模塊，配置為通過混合模式環(huán)境檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的小數(shù)據(jù)量環(huán)境信息傳感器采集小數(shù)據(jù)量環(huán)境信息至分支網(wǎng)絡(luò)；

所述大數(shù)據(jù)量環(huán)境信息采集模塊，配置為通過混合模式環(huán)境檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的大數(shù)據(jù)量環(huán)境信息傳感器采集大數(shù)據(jù)量環(huán)境信息至主干網(wǎng)絡(luò)；

所述小數(shù)據(jù)量環(huán)境信息傳送模塊，配置為分支網(wǎng)絡(luò)將所述小數(shù)據(jù)量環(huán)境信息轉(zhuǎn)換為Zigbee協(xié)議的小數(shù)據(jù)量環(huán)境信息，所述主干網(wǎng)絡(luò)通過總線接口獲取分支網(wǎng)絡(luò)中的Zigbee協(xié)議的小數(shù)據(jù)量環(huán)境信息；

具體包括：小數(shù)據(jù)量環(huán)境信息預(yù)處理單元、Zigbee協(xié)議轉(zhuǎn)換單元、小數(shù)據(jù)量環(huán)境信息發(fā)射單元和小數(shù)據(jù)量環(huán)境信息接收單元；

小數(shù)據(jù)量環(huán)境信息預(yù)處理單元，配置為所述分支網(wǎng)絡(luò)對(duì)所述小數(shù)據(jù)量環(huán)境信息進(jìn)行預(yù)處理生成預(yù)處理后的小數(shù)據(jù)量環(huán)境信息；

Zigbee協(xié)議轉(zhuǎn)換單元，將所述預(yù)處理后的小數(shù)據(jù)量環(huán)境信息轉(zhuǎn)換為Zigbee協(xié)議的小數(shù)據(jù)量環(huán)境信息；

小數(shù)據(jù)量環(huán)境信息發(fā)射單元，通過射頻收發(fā)設(shè)備將Zigbee協(xié)議的小數(shù)據(jù)量環(huán)境信息發(fā)送至所述總線接口；所述總線接口根據(jù)路由情況自動(dòng)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥x擇；

小數(shù)據(jù)量環(huán)境信息接收單元，配置為所述總線接口接收所述Zigbee協(xié)議的小數(shù)據(jù)量環(huán)境信息；

所述環(huán)境信息處理模塊，配置為所述主干網(wǎng)絡(luò)基于Zigbee協(xié)議的小數(shù)據(jù)量環(huán)境信息和大數(shù)據(jù)量環(huán)境信息生成Mesh自組網(wǎng)協(xié)議的總環(huán)境信息；

具體包括：環(huán)境信息匯集單元、匯集環(huán)境信息處理單元、總環(huán)境信息自組網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換單元和總環(huán)境信息傳輸單元；

所述環(huán)境信息匯集單元，基于所述Zigbee協(xié)議的小數(shù)據(jù)量環(huán)境信息和所述大數(shù)據(jù)量環(huán)境信息生成匯集環(huán)境信息；

所述匯集環(huán)境信息處理單元，對(duì)所述匯集環(huán)境信息進(jìn)行濾波處理，生成總環(huán)境信息；

所述總環(huán)境信息自組網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換單元，對(duì)所述總環(huán)境信息進(jìn)行自組網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換，生成Mesh自組網(wǎng)協(xié)議的總環(huán)境信息；

所述總環(huán)境信息傳輸單元，將所述Mesh自組網(wǎng)協(xié)議的總環(huán)境信息通過射頻收發(fā)設(shè)備發(fā)送至監(jiān)控中心；

所述環(huán)境信息顯示模塊，將所述Mesh自組網(wǎng)協(xié)議的總環(huán)境信息發(fā)送至監(jiān)控中心，監(jiān)控中心將所述Mesh自組網(wǎng)協(xié)議的總環(huán)境信息進(jìn)行儲(chǔ)存、處理和顯示；

其中，所述混合模式環(huán)境檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)由分支網(wǎng)絡(luò)、主干網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控中心組成；所述分支網(wǎng)絡(luò)由協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和小數(shù)據(jù)量環(huán)境信息傳感器基于Zigbee協(xié)議自動(dòng)路由構(gòu)建；所述主干網(wǎng)絡(luò)由Mesh自組網(wǎng)電臺(tái)和大數(shù)據(jù)量環(huán)境信息傳感器基于自組網(wǎng)協(xié)議構(gòu)建；所述監(jiān)控中心由高性能計(jì)算機(jī)構(gòu)建。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于混合模式自組網(wǎng)結(jié)構(gòu)的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述總線接口基于兩個(gè)Zigbee塊和現(xiàn)場(chǎng)總線和總線接口端構(gòu)建，兩個(gè)Zigbee塊通過現(xiàn)場(chǎng)總線連接后與總線接口端連接；

其中，所述兩個(gè)Zigbee塊互為熱備份；所述兩個(gè)Zigbee塊分為主Zigbee塊和從Zigbee塊，所述主Zigbee塊用于將接收自分支網(wǎng)絡(luò)的所述Zigbee協(xié)議的小數(shù)據(jù)量環(huán)境信息傳輸至所述總線接口端，從Zigbee塊用于通過現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)聽主Zigbee塊工作狀態(tài)，當(dāng)所述主Zigbee塊工作異常時(shí)替代主Zigbee塊向總線接口端傳輸所述將接收自分支網(wǎng)絡(luò)Zigbee協(xié)議的小數(shù)據(jù)量環(huán)境信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于混合模式自組網(wǎng)結(jié)構(gòu)的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述小數(shù)據(jù)量環(huán)境信息傳感器包括溫濕度傳感器、煙霧傳感器、震動(dòng)傳感器和光照傳感器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于混合模式自組網(wǎng)結(jié)構(gòu)的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述大數(shù)據(jù)量環(huán)境信息傳感器包括視覺傳感器和聲音傳感器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于混合模式自組網(wǎng)結(jié)構(gòu)的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述分支網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)通過Zigbee協(xié)議自動(dòng)路由構(gòu)建Zigbee網(wǎng)絡(luò)，所述小數(shù)據(jù)量環(huán)境信息傳感器搜索到所述Zigbee網(wǎng)絡(luò)后發(fā)出入網(wǎng)請(qǐng)求，所述協(xié)調(diào)器確認(rèn)后所述小數(shù)據(jù)量環(huán)境信息傳感器加入Zigbee網(wǎng)絡(luò)。