CN101551937B - 面向野外文物发掘现场的移动无线环境监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向野外文物发掘现场的移动无线环境监测系统，包括：用于采集监测数据的监测装置；用于监测数据转发的中继站；用于接收监测数据的网关；用于对监测数据进行处理的数据服务器；所述的移动无线环境监测系统采集监测数据并进行传输和处理方法包括步骤：1.监测装置在野外文物发掘现场对环境参数进行监测并采集；2.监测装置将监测数据发送到中继站；3.中继站通过无线网络将监测数据发送至网关；4.网关将接收到的监测数据发送至数据服务器进行处理，获取用户所需要的信息，并将监测数据存储至数据库中。本发明实现了在野外文物发掘现场中进行快速实时地获取环境信息，具有很好的鲁棒性和部署的便利性。

Description

面向野外文物发掘现场的移动无线环境监测系统

技术领域

本发明涉及无线数据传输技术领域，尤其涉及一种针对野外文物发掘现场的移动无线环境监测系统。

背景技术

文物发掘现场的环境监测对文物的发掘来说具有重大的意义。文物发掘现场第一时间的温湿度等信息直接反映了文物长期保存的环境信息，因此对文物的鉴定具有重要的意义。在野外文物发掘时，往往需要对文物发掘现场环境进行长时间的不间断的数据采集，从而获得文物发掘现场的第一时间的完整的环境信息。然而在传统的文物发掘中，由于供电等方面所存在的限制，无法对野外文物发掘现场进行长时间的实时的监测和数据采集，尤其是在无人看守和文物发掘指挥中心远离发掘现场的情况下，因此导致重要文物信息的丢失和数据分析的不及时。

发明内容

本发明提出了一种面向野外文物发掘现场的移动无线环境监测系统，实现了在野外文物发掘现场中进行快速实时的对环境信息的获取。

面向野外文物发掘现场的移动无线环境监测系统，包括：

若干个用于监测数据采集的监测装置；所述的监测装置包括：

用于对检测装置的各模块供电的电源；

用于处理信息的嵌入式处理器；

用于采集温度、湿度等相关监测信息的信息传感器；

用于存储监测信息的存储模块；

用于监测装置其他转置通信的无线通信模块，包括监测装置之间的通信和检测装置与中继站之间的通信，该无线通信模块通常为短距离通信模块。

在野外文物发掘现场中监测装置以预设的时间间隔为工作周期，对环境中的温度、湿度等参数进行监测和数据采集，监测装置能够以很低的功耗进行长期工作，对环境有很强的适应性，能够在一个很大的温度范围内保持正常工作，并具有一定的防水、防尘、防震能力。

若干个用于监测数据转发的中继站；所述的中继站包括：

用于对中继站供电的电源；

电源通过可关断的LDO稳压器输出5V电压到中/长距离无线通信模块，无线通信模块的供电情况可以由嵌入式处理器的使能引脚来控制；通过LDO稳压器输出3.3V电压到嵌入式处理器、短距离无线通信模块等其他设备；

用于处理信息的嵌入式处理器；

用于存储监测信息的大容量存储模块；

用于中继站之间以及中继站与其他装置通信的无线通信模块，包括短距离无线通信模块和中/长距离无线通信模块，短距离无线通信模块用于中继站与监测装置之间的通信，中/长距离无线通信模块用于中继站与网关之间的通信。

中继站负责收集周围监测装置发出的监测数据，并通过远距离的通信方式将监测数据转发到网关中。由于中继站和监测装置之间的通信距离相对比较近，部署中需要将中继站放置在多个监测装置的附近，因此中继站和监测装置一样，具有无线通信、电池供电、低功耗长期工作等特性，从而支持快速高效的系统部署。

用于接收监测数据的网关；所述的网关以220V交流电作为能量供应，包括用于处理信息的嵌入式处理器、大容量存储模块、中/长距离无线通信模块，支持以太网的接入，可以和数据服务器进行通信。网关被固定地部署在移动考古实验室中，并支持以无线的方式，接收来自中继站的数据。网关和中继站之间采用中、远距离的无线通信设备进行数据的发送。

用于对监测数据进行处理的数据服务器；所述的数据服务器以220V交流电作为能量供应包括：能处理大量数据的、具备很强数据处理能力的数据处理器；能存储大量数据的固态硬盘，保证数据存储的安全性；大型的数据库服务和管理软件；数据服务器能提供Web访问服务，支持网络接入。数据服务器负责接收所有的监测数据并对监测数据进行处理和实时的显示。由于数据服务器和网关之间可以通过高速的以太网作为通信媒介。

监测装置、中继站、网关和数据服务器组成了一个在野外文物发掘现场中可以进行快速部署和实时监控的网络系统结构。该网络系统在结构上可以分为三层：

中继站和多个监测装置之间通过无线通信组成一个自组织低功耗无线网络，实现了监测数据的采集和汇聚；

多个中继站和网关一起组成一个mesh网络，为数据的远距离数据汇聚提供了支持；

网关和数据服务器之间使用有线以太网作为数据传输的媒介。

为了支持适合于文物发掘现场的环境监控，一个包含中继站和多个监测装置的监测组可以在没有网关的情况下维持低功耗的数据采集，并在网关出现后再将数据上传，这样就允许监测组可以在无人职守的环境下继续进行数据采集。

在对系统的设备进行部署时将所述的数据服务器和网关固定部署在移动考古实验室内，将一个监测组中的中继站和监测装置部署到野外文物发掘现场的一个待监测区域内；所述的移动考古实验室可以安装在一个厢式货车上，因此可以自由移动；

一个监测组中的中继站和多个监测装置之间组成一个低功耗自组织的多跳无线网络，每个中继站和监测装置均为该无线多跳网络中的一个节点，该多跳无线网络实现节点之间的中继数据传输，提高组网和通信的可靠性，克服野外现场的复杂环境。一个监测组中的多个节点通过时间同步技术和间歇工作实现节点之间同步的唤醒和休眠，从而在降低能量消耗的同时，保证数据采集和汇聚的正常运作。

所述的移动无线环境监测系统采集监测数据并进行传输和处理方法包括以下步骤：

(1)监测装置在野外文物发掘现场对环境参数进行监测并采集监测数据；

监测装置以预设的时间间隔为工作周期，对环境中的温度、湿度等参数进行监测并采集监测数据；工作周期通常设置为1分钟，工作周期监测节点本身可以通过按钮和其他操作进行工作周期的设定。

(2)监测装置将监测数据通过无线网络发送到中继站；

a1若干监测装置和若干中继站组成一个多跳无线网络，监测装置通过多跳无线网络向中继站发送监测数据包；

a2监测装置在一定的超时时间内等待来自中继站的数据应答包；所述的超时时间由检测装置的无线通信模块进行一次发送和接受数据包所需要的时间而决定，同时还需要加上数据发送中CSMA过程所占用的时间。

a3中继站在接收到监测数据后向监测装置发送数据应答包；

a4若监测装置在超时时间内收到数据应答包，则监测装置监测数据发送过程结束，否则监测装置将监测数据暂时保存在监测装置的存储模块中。

a5监测装置进入休眠，预设的休眠时结束后，进入下个工作周期进行下一次的数据发送，返回到步骤a1。

(3)中继站通过无线通信的方式寻找到网关，并与网关建立通信连接，将监测数据通过无线网络发送至网关；

b1中继站开启可关断稳压电源，为中继站的中/长距离无线通信模块供电；

b2中继站通过中/长距离无线通信模块广播网关发现包，并在预设的中继站数据发送超时时间内等待应答，寻找网关；所述的中继站数据发送超时时间由中继站的无线通信模块进行一次发送和接受数据包所需要的时间而决定，同时还需要加上数据发送中CSMA过程所占用的时间。

b3网关收到网关发现包后通过中/长距离无线通信模块发送网关应答包；

b4若中继站在所述的中继站数据发送超时时间内收到网关应答包，则保存所述网关的地址，结束连接建立过程，将监测数据发送至所述网关；

b5若中继站在所述的中继站数据发送超时时间内没有收到该网关的应答包，则关闭可关断稳压电源，切断中/长距离无线通信模块的电源供应，并将收到的监测数据保存在中继站的大容量存储模块中；

b6中继站按照一定的时间间隔设置下次重连接时间，等下次重连接时间到时，判断对所述网关重新发送监测数据的次数是否超过阈值，若超过阈值则中继站清除该网关的地址，并转到步骤d1，重新寻找新的网关；若没有超过阈值则重新发送监测数据到该网关。所述的时间间隔过小，会导致在无法连接移动实验室的情况下功耗比较大；时间间隔过大，则会降低中继站重新连接移动实验室的速度；因此需要选择合适的时间间隔，工作周期为一分钟时，时间间隔取5分钟。

所述的中继站在无法连接到移动实验室的情况下，继续收集来自监测装置的数据，并保存在中继站的存储器中；当中继站的存储满后，向监测装置发送数据应答包，并设置某个标志位，标示数据已满，中继站将不再接收来自监测装置的数据，此时监测装置的工作步骤如下：

c1监测装置在收到有“数据已满”标志的数据应答包后，将该包中的数据保存在监测装置的存储模块中。

c2监测装置保持工作周期不变，进入休眠状态，直到下个周期到来；

c3监测装置发送不包含监测数据的数据询问包，以询问中继站上是否有剩余空间；由于数据询问包中不包含监测数据，因此包非常小，从而降低了网络信道的占用和节点工作时间；

c4中继站在收到数据询问包后回复数据询问回复包，如果中继站的存储器满，就在数据询问回复包中用标志位标示存储器数据已满，否则清除该标志位；

c5如果监测装置收到来自中继站的数据询问回复包；如果数据询问回复包中标示数据已满，则重新回到步骤c2，否则监测装置回到正常工作状态，开始发送数据。

所述的中继站寻找到网关后，若中继站上保存有大量的历史数据，大量的历史数据是指存有前一天或者更早的历史数据，并且数量上达到一定的阈值，即在正常发送速度下无法在一个小时内完成发送，则执行以下步骤：

d1中继站向网关节点发送快速工作请求包；

d2中继站在所述的预设的中继站数据发送超时时间内等待应答；中继站数据发送超时时间为中继站的中/长距离无线通信模块进行一次发送和接受数据包所需要的时间。

d3如果等待超时，则中继站记录超时次数；如果超时次数小于预设的阈值，中继站回到步骤d1，否则中继站重新进入未寻找到网关的状态；如果中继站收到来自网关的快速工作应答包，则进入快速工作状态，中继站不再间歇工作，而是以最大的速率向网关发送数据包；

d4中继站在发送数据后等待来自网关的数据应答包；

d5如果中继站出现连续3次数据发送失败，则中继站重新进入未连接状态；否则中继站发送数据直到所有数据发送完毕，并进入正常工作状态。

所述的网关在收到中继站的快速请求包后判断当前是否有中继站已经处于快速工作状态，若有则网关忽略收到中继站的快速请求包，若没有中继站处于快速工作状态，则回复快速工作应答包给中继站；若网关节点在一定的时间(即略大于中继站出现3次发送失败并放弃发送所需的时间)内没有收到来自处于快速工作状态的中继站的数据，就清除所保存的快速工作的中继站。

所述的一定时间为大于快速工作的中继站出现多次数据发送并回到未连接状态的时间。

(4)网关将接收到的监测数据通过有线网络或无线网络发送至数据服务器进行处理，获取用户所需要的信息，并将监测数据存储至数据库中。

网关在无线通信接口上监听来自中继站的监测数据包；

网关接收来自中继站的数据包并给中继站回复数据应答包；

网关通过考古移动实验室内的有线或无线网络向数据服务器发送数据；

如果出现网络故障导致无法发送，则网关节点将数据存储在网关的临时的数据库中等待网络修复后发送，所述的临时的数据库设置在网管的大容量存储模块中。

所述的数据服务器对监测数据进行处理包括根据所接收的监测数据中的拓扑信息数据绘制出系统结构图和以网页的形式将各个监测装置所在位置的实时信息显示出来。

本发明提出了一种面向野外文物发掘现场的移动无线环境监测系统，实现了在野外文物发掘现场中进行快速实时的对环境信息的获取，该系统具有很好的鲁棒性和部署的便利性。

附图说明

图1是本发明的监测装置的结构示意图；

图2是本发明的中继站的结构示意图；

图3是本发明移动无线环境监测系统的监测数据采集传输的流程图；

图4是本发明的移动无线环境监测系统采集监测数据并进行传输和处理方法的具体流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的面向野外文物发掘现场的移动无线环境监测系统用实施例进行详细说明。

面向野外文物发掘现场的移动无线环境监测系统，包括：

若干个用于监测数据采集的监测装置，如图1所示，监测装置包括：

用于对检测装置的各模块供电的电源，电源采用两节5号电池；

用于处理信息的嵌入式处理器，采用ATMega128L型号；

用于采集温度、湿度等相关监测信息的型号为SHT75的信息传感器；

用于存储监测信息的存储模块，采用高速非易失性存储器AT24C512B作为存储模块；

采用基于802.15.4的CC2420通信模块作为无线通信模块，用于监测装置其他转置通信，包括监测装置之间的通信和检测装置与中继站之间的通信，该无线通信模块通常为短距离通信模块。

在野外文物发掘现场中监测装置以预设的时间间隔为工作周期，对环境中的温度、湿度等参数进行监测和数据采集，监测装置能够以很低的功耗进行长期工作，对环境有很强的适应性，能够在一个很大的温度范围内保持正常工作，并具有一定的防水、防尘、防震能力。

如图2所示，若干个用于监测数据转发的中继站，包括：

采用一个容量4200毫安时，电压输出6.8V的锂电池作为电源，用于对中继站供电的；

电源通过可关断的LDO稳压器TPS76850输出5V电压到中/长距离无线通信模块，无线通信模块的供电情况可以由嵌入式处理器的使能引脚来控制；通过LDO稳压器输出3.3V电压到嵌入式处理器、短距离无线通信模块等其他设备；

采用ATMega128L作为嵌入式处理器，用于处理监测数据信息；

采用高速非易失存储器AT45DB161D作为大容量存储模块，用于存储监测数据信息；

采用一个433MHz透明传输模块作为中/长距离无线通信模块，用于中继站与网关之间进行通信；采用基于802.15.4的CC2420通信模块作为短距离无线通信模块，用于中继站与监测装置之间进行通信；

中继站负责收集周围监测装置发出的监测数据，并通过远距离的通信方式将监测数据转发到网关中。由于中继站和监测装置之间的通信距离相对比较近，部署中需要将中继站放置在多个监测装置的附近，因此中继站和监测装置一样，具有无线通信、电池供电、低功耗长期工作等特性，从而支持快速高效的系统部署。

用于接收监测数据的网关，以220V交流电作为能量供应，采用高性能的ARM处理器(EP9307)作为嵌入式处理器，采用大容量的NANDFLASH模块作为大容量存储模块，采用433MHz透明传输模块作为中/长距离无线通信模块，支持以太网的接入，可以和数据服务器进行通信。网关被固定地部署在移动考古实验室中，并支持以无线的方式，接收来自中继站的数据。网关和中继站之间采用中、远距离的无线通信设备进行数据的发送。

用于对监测数据进行处理的数据服务器；数据服务器以220V交流电作为能量供应包括：能处理大量数据的、具备很强数据处理能力的数据处理器；使用两个固态硬盘实现RAID 1冗余阵列，以保证数据存储的安全性，保证数据存储的安全性；大型的数据库服务和管理软件；数据服务器能提供Web访问服务，支持网络接入。数据服务器负责接收所有的监测数据并对监测数据进行处理和实时的显示。由于数据服务器和网关之间可以通过高速的以太网作为通信媒介。

监测装置、中继站、网关和数据服务器组成了一个在野外文物发掘现场中可以进行快速部署和实时监控的网络系统结构。该网络系统在结构上可以分为三层：

中继站和多个监测装置之间通过无线通信组成一个自组织低功耗无线网络，采用DV/DRP路由协议进行时间同步和数据汇聚，实现了监测数据的采集和汇聚；

多个中继站和网关一起组成一个mesh网络，中继节点和网关节点之间使用可休眠的433MHz透明传输的无线通信模块进行数据传输，该通信模块支持4公里的传输距离；

网关和数据服务器之间使用有线以太网作为数据传输的媒介。

为了支持适合于文物发掘现场的环境监控，一个包含中继站和多个监测装置的监测组可以在没有网关的情况下维持低功耗的数据采集，并在网关出现后再将数据上传，这样就允许监测组可以在无人职守的环境下继续进行数据采集。

在对系统的设备进行部署时将所述的数据服务器和网关固定部署在移动考古实验室内，将一个监测组中的中继站和监测装置部署到野外文物发掘现场的一个待监测区域内；所述的移动考古实验室可以安装在一个厢式货车上，因此可以自由移动；

一个监测组中的中继站和多个监测装置之间组成一个低功耗自组织的多跳无线网络，每个中继站和监测装置均为该无线多跳网络中的一个节点，该多跳无线网络实现节点之间的中继数据传输，提高组网和通信的可靠性，克服野外现场的复杂环境。一个监测组中的多个节点通过时间同步技术和间歇工作实现节点之间同步的唤醒和休眠，从而在降低能量消耗的同时，保证数据采集和汇聚的正常运作。

如图3所示，移动无线环境监测系统采集监测数据并进行传输和处理方法包括以下步骤：

(1)监测装置在野外文物发掘现场对环境参数进行监测并采集监测数据；

(2)监测装置在野外文物发掘现场对环境参数进行监测并采集监测数据；

(3)中继站通过无线通信的方式寻找到网关，并与网关建立通信连接，将监测数据通过无线网络发送至网关；

(4)网关将接收到的监测数据发送至数据服务器进行处理，获取用户所需要的信息，并将监测数据存储至数据服务器的数据库中。

具体流程如图4所示：

1)监测装置在野外文物发掘现场对以预设的时间间隔为工作周期，对环境中的温度、湿度等参数进行监测并采集监测数据；

2)监测装置将监测数据通过无线网络发送到中继站；

a1若干监测装置和若干中继站组成一个多跳无线网络，监测装置通过多跳无线网络向中继站发送监测数据包；

a2监测装置在一定的超时时间内等待来自中继站的数据应答包；

a3中继站在接收到监测数据后向监测装置发送数据应答包；

a4若监测装置在超时时间内收到数据应答包，则监测装置监测数据发送过程结束，否则监测装置将监测数据暂时保存在监测装置的存储模块中。

a5监测装置进入休眠，预设的休眠时结束后，进入下个工作周期进行下一次的数据发送，返回到步骤a1。工作周期为1分钟，工作时间是监测装置完成数据采集和数据发送所需的时间，休眠时间就是工作周期和工作时间的差值。

3)中继站通过无线通信的方式将监测数据通过无线网络发送至网关；

b1中继站开启可关断稳压电源，为中继站的中/长距离无线通信模块供电；

b2中继站通过中/长距离无线通信模块广播网关发现包，并在预设的中继站数据发送超时时间内等待应答，寻找网关；

b3网关收到网关发现包后通过中/长距离无线通信模块发送网关应答包；

b4若中继站在超时时间内收到网关应答包，则保存该网关的地址，结束连接建立过程，将监测数据发送至该网关；

b5若中继站在所述的中继站数据发送超时时间内没有收到该网关的应答包，则关闭可关断稳压电源，切断中/长距离无线通信模块的电源供应，并将收到的监测数据保存在中继站的大容量存储模块中；

b6中继站按照时间间隔为5分钟设置下次重连接时间，等下次重连接时间到时，判断对该网关重新发送监测数据的次数是否超过阈值5次，若超过阈值则中继站清除该网关的地址，并转到步骤b1，重新寻找新的网关；若没有超过阈值则重新发送监测数据到该网关。

中继站在无法连接到移动实验室的情况下，继续收集来自监测装置的数据，并保存在中继站的存储器中；当中继站的存储满后，向监测装置发送数据应答包，并设置某个标志位，标示数据已满，中继站将不再接收来自监测装置的数据，此时监测装置的工作步骤如下：

c1监测装置在收到有“数据已满”标志的数据应答包后，将该包中的数据保存在监测装置的存储模块中。

c2监测装置保持工作周期不变，进入休眠状态，直到下个周期到来；

c3监测装置发送不包含监测数据的数据询问包，以询问中继站上是否有剩余空间；由于数据询问包中不包含监测数据，因此包非常小，从而降低了网络信道的占用和节点工作时间；

c4中继站在收到数据询问包后回复数据询问回复包，如果中继站的存储器满，就在数据询问回复包中用标志位标示存储器数据已满，否则清除该标志位；

c5如果监测装置收到来自中继站的数据询问回复包；如果数据询问回复包中标示数据已满，则重新回到步骤c2，否则监测装置回到正常工作状态，开始发送数据。

中继站寻找到网关后，若中继站上保存有大量的历史数据则执行以下步骤：

d1中继站向网关节点发送快速工作请求包；

d2中继站在预设的中继站数据发送超时时间内等待应答；

d3如果等待超时，则中继站记录超时次数；如果超时次数小于预设的阈值3次，中继站回到步骤d1，否则中继站重新进入未寻找到网关的状态；如果中继站收到来自网关的快速工作应答包，则进入快速工作状态，中继站不再间歇工作，而是以最大的速率向网关发送数据包；

d4中继站在发送数据后等待来自网关的数据应答包；

d5如果中继站出现连续3次数据发送失败，则中继站重新进入未连接状态；否则中继站发送数据直到所有数据发送完毕，并进入正常工作状态。

网关在收到中继站的快速请求包后判断当前是否有中继站已经处于快速工作状态，若有则网关忽略收到中继站的快速请求包，若没有中继站处于快速工作状态，则回复快速工作应答包给中继站；若网关节点在一定的时间内没有收到来自处于快速工作状态的中继站的数据，就清除所保存的快速工作的中继站。

4)网关将接收到的监测数据发送至数据服务器进行处理；

网关在无线通信接口上监听来自中继站的监测数据包；

网关接收来自中继站的数据包并给中继站回复数据应答包；

网关通过考古移动实验室内的有线或无线网络向数据服务器发送数据；

如果出现网络故障导致无法发送，则网关节点将数据存储在网关的临时的数据库中等待网络修复后发送，该临时的数据库设置在网管的大容量存储模块中。

数据服务器对监测数据进行处理包括根据所接收的监测数据中的拓扑信息数据绘制出系统结构图和以网页的形式将各个监测装置所在位置的实时信息显示出来。

Claims (7)

1.面向野外文物发掘现场的移动无线环境监测系统，其特征在于，包括：

若干个用于监测数据采集的监测装置；

若干个用于监测数据转发的中继站；

用于接收监测数据的网关；

用于对监测数据进行处理的数据服务器；

所述的移动无线环境监测系统采集监测数据并进行传输和处理方法包括以下步骤：

(1)监测装置在野外文物发掘现场对环境参数进行监测并采集监测数据；

(2)监测装置将监测数据通过无线网络发送到中继站；

(3)中继站通过无线通信的方式寻找到网关，并与网关建立通信连接，将监测数据通过无线网络发送至网关；

(4)网关将接收到的监测数据发送至数据服务器进行处理，获取用户所需要的信息，并将监测数据存储至数据服务器的数据库中；

步骤(3)所述的中继站将监测数据通过无线网络发送至网关包括以下步骤：

d1中继站开启可关断稳压电源，为中继站的中/长距离无线通信模块供电；

d2中继站通过中/长距离无线通信模块广播网关发现包，并在预设的中继站数据发送超时时间内等待应答，寻找网关；

d3网关收到网关发现包后通过中/长距离无线通信模块发送网关应答包；

d4若中继站在所述的中继站数据发送超时时间内收到网关应答包，则保存所述网关的地址，结束连接建立过程，将监测数据发送至所述网关；

d5若中继站在所述的中继站数据发送超时时间内没有收到该网关的应答包，则关闭可关断稳压电源，切断中/长距离无线通信模块的电源供应，并将收到的监测数据保存在中继站的大容量存储模块中；

d6中继站按照一定的时间间隔设置下次重连接时间，等下次重连接时间到时，判断对所述网关重新发送监测数据的次数是否超过阈值，若超过阈值则中继站清除该网关的地址，并转到步骤d1，重新寻找新的网关；若没有超过阈值则重新发送监测数据到该网关；

所述的中继站在无法连接到网关的情况下，继续收集来自监测装置的数据，并保存在中继站的存储器中；当中继站的存储满后，向监测装置发送数据应答包，并设置某个标志位，标示数据已满，中继站将不再接收来自监测装置的数据，此时监测装置的工作步骤如下：

b1监测装置在收到有“数据已满”标志的数据应答包后，将该包中的数据保存在监测装置的存储模块中；

b2监测装置保持工作周期不变，进入休眠状态，直到下个周期到来；

b3监测装置发送不包含监测数据的数据询问包，以询问中继站上是否有剩余空间；

b4中继站在收到数据询问包后回复数据询问回复包，如果中继站的存储器满，就在数据询问回复包中用标志位标示存储器数据已满，否则清除该标志位；

b5如果监测装置收到来自中继站的数据询问回复包；如果数据询问回复包中标示数据已满，则重新回到步骤b2，否则监测装置回到正常工作状态，开始发送数据。

2.如权利要求1所述的移动无线环境监测系统，其特征在于，所述的监测的环境参数包括监测环境的温度、湿度。

3.如权利要求1所述的移动无线环境监测系统，其特征在于，所述的移动无线环境检测系统采集监测数据并进行传输和处理时，步骤(2)所述的监测装置将监测数据通过无线网络发送到中继站包括以下步骤：

a1若干监测装置和若干中继站组成一个无线网络，监测装置从存储模块中读取未发送的数据，通过无线网络向中继站发送监测数据包；

a2监测装置在监测装置的超时时间内等待来自中继站的数据应答包；

a3中继站在接收到监测数据后向监测装置发送数据应答包；

a4若监测装置在超时时间内收到数据应答包，则监测装置监测数据发送过程结束，否则监测装置将监测数据暂时保存在监测装置的存储模块中；

a5监测装置进入休眠，预设的休眠时结束后进行下一次的数据发送，返回到步骤a1。

4.如权利要求1所述的移动无线环境监测系统，其特征在于，所述的移动无线环境检测系统采集监测数据并进行传输和处理时，所述的中继站寻找到网关后，若中继站上保存有大量的历史数据则执行以下步骤：

1)中继站向网关节点发送快速工作请求包；

2)中继站在预设的超时时间内等待应答；

3)如果等待超时，则中继站记录超时次数；如果超时次数小于预设的阈值，中继站回到步骤1)，否则中继站重新进入未寻找到网关的状态；如果中继站收到来自网关的快速工作应答包，则进入快速工作状态，中继站不再间歇工作，而是以最大的速率向网关发送数据包；

4)中继站在发送数据后等待来自网关的数据应答包；

5)如果中继站出现连续多次数据发送失败，则中继站重新进入未连接状态；否则中继站发送数据直到所有数据发送完毕，并进入正常工作状态。

5.如权利要求4所述的移动无线环境监测系统，其特征在于，所述的移动无线环境检测系统采集监测数据并进行传输和处理时，所述的网关在收到中继站的快速请求包后判断当前是否有中继站已经处于快速工作状态，若有则网关忽略收到中继站的快速请求包，若没有中继站处于快速工作状态，则回复快速工作应答包给中继站；若网关节点在一定的时间内没有收到来自处于快速工作状态的中继站的数据，就清除所保存的快速工作的中继站；

所述的一定时间为大于快速工作的中继站出现多次数据发送并回到未连接状态的时间。

6.如权利要求1所述的移动无线环境监测系统，其特征在于，所述的移动无线环境检测系统采集监测数据并进行传输和处理时，步骤(4)所述的网关将接收到的监测数据发送至数据服务器通过有线网络或无线网络进行发送。

7.如权利要求1所述的移动无线环境监测系统，其特征在于，所述的移动无线环境检测系统采集监测数据并进行传输和处理时，步骤(4)所述的数据服务器对监测数据进行处理包括根据所接收的监测数据中的拓扑信息数据绘制出系统结构图和以网页的形式将各个监测装置所在位置的实时信息显示出来。

Images