CN110234089A - 一种无线传感器网络系统及数据采集方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无线传感器网络系统及数据采集方法，针对传统无线传感网，引入双重上传通信链路，在各无线传感装置中传感器分别对所设位置对应其类型传感数据实时采集的同时，以移动通信网络作为第一上传通信链路，实现传感数据的上传；同时在个别无线传感装置所设位置移动通信信号受阻的情况下，应用所设计的第二上传通信链路，基于各无线传感装置对应其无线信号收发器通信半径范围内的其它无线传感装置，实现各无线传感装置中传感器之间的相互通信，并在整个无线传感网络中寻求移动通信信号畅通的无线传感装置，最终实现传感数据的上传，保证了传感数据上传的效率，完成对目标区域各位置、各时间下传感数据的监测，提高了无线传感网的工作效率。

Description

一种无线传感器网络系统及数据采集方法
技术领域
本发明涉及一种无线传感器网络系统及数据采集方法，属于传感网络数据采集技术领域。
背景技术
IPv6凭借着无限的扩展能力、便捷的用户接入、更好的移动支持、优化的报文处理等技术优势得到了广泛的应用，随着无线传感器网络数据采集技术的深入发展，基于IPv6的无线传感器网络，改变了传统基于IPv4的无线传感器网络架构的同时，提高了无线传感器网络数据采集的使用效率。因此若将基于IPv6网络协议的网络技术应用于无线传感器采集系统中，将大大提高无线传感网络的数据采集性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种无线传感器网络系统，针对传统无线传感网，引入双重上传通信链路，能够大大保证采集传感数据上传的效率。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种无线传感器网络系统，包括远程监控端、以及分别固定设置于目标区域中预设各类型的各个无线传感装置；其中，各个无线传感装置分别均包括预设类型的传感器、移动通信模块、无线信号收发器、时钟模块，各个无线传感装置中，时钟模块、移动通信模块、无线信号收发器分别与传感器相连接；各无线传感装置所设位置为中心、无线信号收发器通信半径范围内，存在至少一个其它无线传感装置；各无线传感装置中的传感器分别内置其所设位置信息；各无线传感装置中的传感器分别用于采集目标区域中对应其类型的传感数据；各无线传感装置中的传感器分别通过其所连移动通信模块、经移动通信网络与远程监控端相通信；远程监控端经移动通信网络接收来自各无线传感装置中传感器所采集的传感数据，实现对各传感数据的接收与监控。
作为本发明的一种优选技术方案：还包括多网融合网关模块，所述各无线传感装置中的传感器分别通过其所连移动通信模块、经移动通信网络与多网融合网关模块相通信，实现各传感器对所采集传感数据向多网融合网关模块的上传，多网融合网关模块用于针对来自各传感器的传感数据，实现不同协议网络之间的异构数据通信与交互，然后多网融合网关模块与远程监控端相通信，实现多网融合网关模块对其处理后传感数据向远程监控端的上传。
作为本发明的一种优选技术方案：所述多网融合网关模块用于实现无线传感器网络和IPv6网络之间的异构数据通信与交互。
作为本发明的一种优选技术方案：所述多网融合网关模块基于TCP/IP网络协议与远程监控端相通信。
与上述相对应，本发明还要解决的技术问题是提供一种基于无线传感器网络系统的数据采集方法，基于所设计的双重上传通信链路，能够保证采集传感数据的上传效率，实现对目标区域传感数据的实时监测。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种基于无线传感器网络系统的数据采集方法，包括如下步骤：
步骤A.各无线传感装置中的传感器分别针对其所设位置，采集对应其类型的传感数据，然后进入步骤B；
步骤B.各无线传感装置中的传感器获取其所连时钟模块的当前时间信息，并结合所采集的传感数据、以及内置的位置信息，进行数据组合，获得传感组合数据，然后进入步骤C；
步骤C.各无线传感装置中的传感器分别通过其所连移动通信模块、经移动通信网络向远程监控端发送传感组合数据，其中，若传感器在预设时长内接收到来自远程监控端反馈的接收成功信号，则表示该传感器对传感组合数据的上传操作成功，远程监控端根据所接收传感组合数据中的位置信息、时间信息、传感数据，实现对目标区域中该位置信息在该时间信息下传感数据的监控；
若传感器在预设时长内未接收到来自远程监控端反馈的接收成功信号，则表示该传感器对传感组合数据的上传操作失败，则该传感器通过其所连的无线信号收发器、针对传感组合数据进行广播，该传感器所对应无线信号收发器通信半径范围内、其它无线传感装置中传感器经无线信号收发器接收该传感组合数据，并返回步骤C；
上述步骤A至步骤D执行的同时，远程监控端依次接收各传感组合数据，若发现实时所接收传感组合数据中位置信息、时间信息均与之前已接收传感组合数据中位置信息、时间信息相同时，则远程监控端丢弃当前传感组合数据，并经移动通信网络向各无线传感装置中的传感器发布丢弃该传感组合数据的命令，各无线传感装置中的传感器接收该命令并执行。
作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤C中，各无线传感装置中的传感器分别通过其所连移动通信模块、经移动通信网络向多网融合网关模块发送传感组合数据，由多网融合网关模块实现不同协议网络之间的异构数据通信与交互，然后多网融合网关模块针对处理后传感组合数据、继续向远程监控端发送。
本发明所述一种无线传感器网络系统及数据采集方法，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本发明所设计无线传感器网络系统及数据采集方法，针对传统无线传感网，引入双重上传通信链路，在各无线传感装置中传感器分别对所设位置对应其类型传感数据实时采集的同时，以移动通信网络作为第一上传通信链路，实现传感数据的上传；同时在个别无线传感装置所设位置移动通信信号受阻的情况下，应用所设计的第二上传通信链路，基于各无线传感装置对应其无线信号收发器通信半径范围内的其它无线传感装置，实现各无线传感装置中传感器之间的相互通信，并在整个无线传感网络中寻求移动通信信号畅通的无线传感装置，最终实现传感数据的上传，有效保证了传感数据上传的效率，完成对目标区域各位置、各时间下传感数据的监测，提高了无线传感网的工作效率。
附图说明
图1是本发明设计无线传感器网络系统的示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明设计了一种无线传感器网络系统，实际应用当中，如图1所示，具体包括远程监控端、多网融合网关模块、以及分别固定设置于目标区域中预设各类型的各个无线传感装置。
其中，各个无线传感装置分别均包括预设类型的传感器、移动通信模块、无线信号收发器、时钟模块，各个无线传感装置中，时钟模块、移动通信模块、无线信号收发器分别与传感器相连接；各无线传感装置所设位置为中心、无线信号收发器通信半径范围内，存在至少一个其它无线传感装置；各无线传感装置中的传感器分别内置其所设位置信息；各无线传感装置中的传感器分别用于采集目标区域中对应其类型的传感数据；各无线传感装置中的传感器分别通过其所连移动通信模块、经移动通信网络与多网融合网关模块相通信，实现各传感器对所采集传感数据向多网融合网关模块的上传，多网融合网关模块用于针对来自各传感器的传感数据，实现不同协议网络之间的异构数据通信与交互，实际应用当中，多网融合网关模块用于实现无线传感器网络和IPv6网络之间的异构数据通信与交互；然后多网融合网关模块基于TCP/IP网络协议与远程监控端相通信，实现多网融合网关模块对其处理后传感数据向远程监控端的上传；远程监控端经移动通信网络接收来自各无线传感装置中传感器所采集的传感数据，实现对各传感数据的接收与监控。
基于上述技术方案所设计的无线传感器网络系统，本发明设计了一种基于此系统的数据采集方法，实际应用当中，具体包括如下步骤：
步骤A.各无线传感装置中的传感器分别针对其所设位置，采集对应其类型的传感数据，然后进入步骤B；
步骤B.各无线传感装置中的传感器获取其所连时钟模块的当前时间信息，并结合所采集的传感数据、以及内置的位置信息，进行数据组合，获得传感组合数据，然后进入步骤C；
步骤C.各无线传感装置中的传感器分别通过其所连移动通信模块、经移动通信网络向多网融合网关模块发送传感组合数据，由多网融合网关模块实现不同协议网络之间的异构数据通信与交互，然后多网融合网关模块针对处理后传感组合数据、继续向远程监控端发送，其中，若传感器在预设时长内接收到来自远程监控端反馈的接收成功信号，则表示该传感器对传感组合数据的上传操作成功，远程监控端根据所接收传感组合数据中的位置信息、时间信息、传感数据，实现对目标区域中该位置信息在该时间信息下传感数据的监控；
若传感器在预设时长内未接收到来自远程监控端反馈的接收成功信号，则表示该传感器对传感组合数据的上传操作失败，则该传感器通过其所连的无线信号收发器、针对传感组合数据进行广播，该传感器所对应无线信号收发器通信半径范围内、其它无线传感装置中传感器经无线信号收发器接收该传感组合数据，并返回步骤C；
上述步骤A至步骤D执行的同时，远程监控端依次接收各传感组合数据，若发现实时所接收传感组合数据中位置信息、时间信息均与之前已接收传感组合数据中位置信息、时间信息相同时，则远程监控端丢弃当前传感组合数据，并经移动通信网络向各无线传感装置中的传感器发布丢弃该传感组合数据的命令，各无线传感装置中的传感器接收该命令并执行。
上述技术方案所设计无线传感器网络系统及数据采集方法，针对传统无线传感网，引入双重上传通信链路，在各无线传感装置中传感器分别对所设位置对应其类型传感数据实时采集的同时，以移动通信网络作为第一上传通信链路，实现传感数据的上传；同时在个别无线传感装置所设位置移动通信信号受阻的情况下，应用所设计的第二上传通信链路，基于各无线传感装置对应其无线信号收发器通信半径范围内的其它无线传感装置，实现各无线传感装置中传感器之间的相互通信，并在整个无线传感网络中寻求移动通信信号畅通的无线传感装置，最终实现传感数据的上传，有效保证了传感数据上传的效率，完成对目标区域各位置、各时间下传感数据的监测，提高了无线传感网的工作效率。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (6)

1.一种无线传感器网络系统，其特征在于：包括远程监控端、以及分别固定设置于目标区域中预设各类型的各个无线传感装置；其中，各个无线传感装置分别均包括预设类型的传感器、移动通信模块、无线信号收发器、时钟模块，各个无线传感装置中，时钟模块、移动通信模块、无线信号收发器分别与传感器相连接；各无线传感装置所设位置为中心、无线信号收发器通信半径范围内，存在至少一个其它无线传感装置；各无线传感装置中的传感器分别内置其所设位置信息；各无线传感装置中的传感器分别用于采集目标区域中对应其类型的传感数据；各无线传感装置中的传感器分别通过其所连移动通信模块、经移动通信网络与远程监控端相通信；远程监控端经移动通信网络接收来自各无线传感装置中传感器所采集的传感数据，实现对各传感数据的接收与监控。
2.根据权利要求1所述一种无线传感器网络系统，其特征在于：还包括多网融合网关模块，所述各无线传感装置中的传感器分别通过其所连移动通信模块、经移动通信网络与多网融合网关模块相通信，实现各传感器对所采集传感数据向多网融合网关模块的上传，多网融合网关模块用于针对来自各传感器的传感数据，实现不同协议网络之间的异构数据通信与交互，然后多网融合网关模块与远程监控端相通信，实现多网融合网关模块对其处理后传感数据向远程监控端的上传。
3.根据权利要求2所述一种无线传感器网络系统，其特征在于：所述多网融合网关模块用于实现无线传感器网络和IPv6网络之间的异构数据通信与交互。
4.根据权利要求2或3所述一种无线传感器网络系统，其特征在于：所述多网融合网关模块基于TCP/IP网络协议与远程监控端相通信。
5.一种基于权利要求1至4中任意一项所述无线传感器网络系统的数据采集方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A. 各无线传感装置中的传感器分别针对其所设位置，采集对应其类型的传感数据，然后进入步骤B；
步骤B. 各无线传感装置中的传感器获取其所连时钟模块的当前时间信息，并结合所采集的传感数据、以及内置的位置信息，进行数据组合，获得传感组合数据，然后进入步骤C；
步骤C. 各无线传感装置中的传感器分别通过其所连移动通信模块、经移动通信网络向远程监控端发送传感组合数据，其中，若传感器在预设时长内接收到来自远程监控端反馈的接收成功信号，则表示该传感器对传感组合数据的上传操作成功，远程监控端根据所接收传感组合数据中的位置信息、时间信息、传感数据，实现对目标区域中该位置信息在该时间信息下传感数据的监控；
若传感器在预设时长内未接收到来自远程监控端反馈的接收成功信号，则表示该传感器对传感组合数据的上传操作失败，则该传感器通过其所连的无线信号收发器、针对传感组合数据进行广播，该传感器所对应无线信号收发器通信半径范围内、其它无线传感装置中传感器经无线信号收发器接收该传感组合数据，并返回步骤C；
上述步骤A至步骤D执行的同时，远程监控端依次接收各传感组合数据，若发现实时所接收传感组合数据中位置信息、时间信息均与之前已接收传感组合数据中位置信息、时间信息相同时，则远程监控端丢弃当前传感组合数据，并经移动通信网络向各无线传感装置中的传感器发布丢弃该传感组合数据的命令，各无线传感装置中的传感器接收该命令并执行。
6.根据权利要求6所述一种基于无线传感器网络系统的数据采集方法，其特征在于：所述步骤C中，各无线传感装置中的传感器分别通过其所连移动通信模块、经移动通信网络向多网融合网关模块发送传感组合数据，由多网融合网关模块实现不同协议网络之间的异构数据通信与交互，然后多网融合网关模块针对处理后传感组合数据、继续向远程监控端发送。
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