CN115086800A - 一种基坑内环境监测系统和方法、传感节点及路由节点 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种基坑内环境监测系统和方法、传感节点及路由节点，该系统中，通过双频段设计，传感节点在常规情况下基于高频段通信模式来向路由节点传输环境数据，以正常高效工作，而在出现通信拥堵或环境突变引起信号变差等情况时，切换至基于具有更强的障碍物穿透能力的低频段通信模式来传输数据的通信状态，使得通信能够稳定维持。如此，针对传感节点到路由节点的数据传输环节，保证了数据的及时有效性，从而提高了事故处理效率。
Description
技术领域
本申请涉及基坑工程技术领域，具体而言，涉及一种基坑内环境监测系统和方法、传感节点及路由节点。
背景技术
目前，对电力施工基坑内各项环境数据的监测关系到电力施工基坑内工作的安全，为了保证监测的实时性和高效性，需要大规模布置传感节点，并保持传感节点所采集的数据能快速准确上传到服务器。然而，由于电力施工基坑内的电磁环境相对复杂，而且经常会有易燃易爆有毒气体混合，无线传输信号容易受到较大衰减，因而这种环境下常常无法保证数据的及时有效性，进而可能影响事故处理效率。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种基坑内环境监测系统和方法、传感节点及路由节点，旨在解决当前的基坑内环境监测方案无法保证数据的及时有效性的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种基坑内环境监测系统，包括路由节点和至少一个传感节点；其中：所述传感节点用于采集目标基坑内的环境数据，以及在检测到与路由节点之间的通讯链路正常时，基于高频段通信模式将所述环境数据传输至所述路由节点，在检测到与路由节点之间的通讯链路发生异常时，基于低频段通信模式将所述环境数据传输至所述路由节点；所述路由节点用于接收所述传感节点所传输的环境数据，并上报至服务器。
在上述实现过程中，通过双频段设计，传感节点在常规情况下基于高频段通信模式来向路由节点传输环境数据，以正常高效工作，而在出现通信拥堵或环境突变引起信号变差等情况时，切换至基于具有更强的障碍物穿透能力的低频段通信模式来传输数据的通信状态，使得通信能够稳定维持。如此，针对传感节点到路由节点的数据传输环节，保证了数据的及时有效性，从而提高了事故处理效率。
进一步地，在一些实施例中，所述传感节点包括主处理器和从处理器，其中，所述主处理器用于负责与所述路由节点之间的通信，以及控制不同频段的通信模式的切换；所述从处理器用于获取环境数据，并进行数据转化以及数据异常检测。
在上述实现过程中，通过双核模式，极大缩短了信号不佳时传感节点的调节时间，增强了节点通讯的速率，使得节点通信更具实时性。
进一步地，在一些实施例中，所述主处理器还用于：按照第一采样频率获取所述从处理器所获取的环境数据；所述从处理器还用于：在检测到环境数据发生异常时，向所述主处理器发送中断，以使所述主处理器调整至按照第二采样频率获取所述从处理器所获取的环境数据；其中，所述第二采样频率高于所述第一采样频率。
在上述实现过程中，在环境数据发生异常时，从处理器通知主处理器增加采样频率，这样，可以在较短时间内快速确定这一异常是否误报，从而有效保证监测的准确性和及时性。
进一步地，在一些实施例中，所述路由节点具体用于：在完成读取所述传感节点基于低频率通信模式传输的环境数据后，开始读取所述传感节点基于高频段通信模式传输的环境数据。
在上述实现过程中，路由节点分批次读取两个频段的数据信息，保证了数据处理的效率。
进一步地，在一些实施例中，所述传感节点还用于：若所处的通信模式对应的频段与所述路由节点当前读取的环境数据对应的频段不一致，进入睡眠模式。
在上述实现过程中，路由节点在读取一个频段的数据信息时，处于另一个频段的传感节点进入睡眠模式，降低了传感节点的功耗，从而提升了整个系统的寿命。
进一步地，在一些实施例中，所述路由节点还用于：在读取完所述传感节点基于高频段通信模式传输的环境数据时，进入低功耗模式，直至设定的采样等待时间结束。
在上述实现过程中，路由节点以设定的采样等待时间作为工作间隔，降低了功耗，提升了整个系统的寿命。
进一步地，在一些实施例中，所述传感节点还用于：在检测到环境数据超过预设阈值时，向所述路由节点发送警报信号；所述路由节点还用于：优先读取警报信号对应的传感节点所传输的环境数据。
在上述实现过程中，为环境数据设置对应的阈值，通过报警机制以及优先级处理，保证了针对异常情况的处理的及时性，从而提高了安全性。
第二方面，本申请实施例提供了一种基坑内环境监测方法，所述方法应用于监测系统，所述监测系统包括路由节点和至少一个传感节点；所述方法包括：所述传感节点采集目标基坑内的环境数据；所述传感节点在检测到与所述路由节点之间的通讯链路正常时，基于高频段通信模式将所述环境数据传输至所述路由节点，在检测到与所述路由节点之间的通讯链路发生异常时，基于低频段通信模式将所述环境数据传输至所述路由节点；所述路由节点接收所述传感节点所传输的环境数据，并上报至服务器。
第二方面，本申请实施例提供了一种传感节点，包括传感器模块、主控模块和无线模块；所述主控模块分别与所述传感器模块、所述无线模块连接；其中：所述传感器模块用于采集环境数据；所述主控模块用于向所述无线模块发送所述环境数据，以及在检测到与路由节点之间的通讯链路发生异常时，向所述无线模块发送频段切换指令；所述无线模块用于在所述传感节点与路由节点之间的通讯链路正常时，基于高频段通信模式将所述环境数据传输至所述路由节点，以及在接收到所述频段切换指令时，基于低频段通信模式将所述环境数据传输至所述路由节点。
第三方面，本申请实施例提供了一种路由节点，包括无线模块和主控模块；其中：所述无线模块用于接收传感节点所采集的环境数据；所述环境数据是所述传感节点在检测到与所述路由节点之间的通讯链路正常时基于高频段通信模式传输至所述路由节点的，或者在检测到与所述路由节点之间的通讯链路发生异常时基于低频段通信模式传输至所述路由节点的；所述主控模块用于将所述环境数据上报至服务器。
本申请公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本申请公开的上述技术即可得知。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1A为本申请实施例提供的一种基坑内环境监测系统的示意图；
图1B为本申请实施例提供的一种基坑内环境监测方法的示意图；
图2为本申请实施例提供的一种传感节点的框图；
图3为本申请实施例提供的一种路由节点的框图；
图4A为本申请实施例提供的一种电力施工基坑内组网的示意图；
图4B为本申请实施例提供的传感节点的结构框图；
图4C为本申请实施例提供的路由节点的结构框图；
图4D为本申请实施例提供的路由节点的工作流程的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如相关技术记载，目前，针对电力施工基坑内环境监测的方案存在着无法保证数据的及时有效性，进而可能影响事故处理效率的问题。基于此，本申请实施例提供一种基坑内环境监测方案，以解决这一问题。
如图1A所示，图1A是本申请实施例提供的一种基坑内环境监测系统的示意图。所述的基坑内环境监测系统(以下简称监测系统)11包括路由节点12和至少一个传感节点13，其中：
所述传感节点13用于采集目标基坑内的环境数据，以及在检测到与所述路由节点12之间的通讯链路正常时，基于高频段通信模式将所述环境数据传输至所述路由节点12，在检测到与所述路由节点12之间的通讯链路发生异常时，基于低频段通信模式将所述环境数据传输至所述路由节点12；
所述路由节点12用于接收所述传感节点13所传输的环境数据，并上报至服务器14。
本实施例的监测系统可以应用于各种工程基坑场景，所述的目标基坑可以是电力施工基坑，也可以是其他类型的施工基坑。其中的传感节点本质上可以是终端，其可以搭载有用于监测目标基坑内至少一种环境数据的传感器，并可以基于无线通信技术，将监测到的环境数据进行上报。所述的环境数据可以包括以下至少一种：基坑内温湿度、气压、坑壁受力、形变、易燃易爆气体(如甲烷、一氧化碳等)浓度、粉尘度、通风度。当然，在实际应用中，传感节点所监测的环境数据的类型可以根据应用场景的不同而有所区别，本实施例对此不作限定。
相关技术中，基坑内的节点一般基于蓝牙、ZigBee(紫峰协议)等短距离无线传输技术来传输数据。而在本申请的一些实施例中，该传感节点可以采用LoRa(Long RangeRadio，远距离无线电)技术来传输数据。相应地，与传感节点进行数据传输的路由节点也可以采用LoRa技术。LoRa是一种专门面向物联网的低功耗局域网无线通信技术，采用线性调频扩频调制技术，在同样的功耗条件下，比其他无线方式传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一。因此，采用无线LoRa组网，可以克服复杂场景如电力施工基坑内所存在的长距离、多阻挡等问题。当然，在其他一些实施例中，传感节点和路由节点也可以采用其他通信技术，如NB-IoT(Narrow Band-Internet of Things，窄带物联网)技术等来实现数据的传输。
在本实施例中，监测系统采用的是双频段设计，传感节点的通信模式包括高频段通信模式和低频段通信模式，在高频段通信模式下，传感节点工作在高频段，如2.4GHz频段，该频段具有带宽大、通信速度快的特点；在低频段通信模式下，传感节点工作在低频段，如470MHz频段，该频段具有更强的障碍物穿透能力。正常情况下，传感节点基于心跳包与自身所加入的路由节点维持通讯链路，当传感节点在检测到与路由节点之间的通讯链路正常时，传感节点可以基于高频段通信模式将采集到的环境数据传输至路由节点，以正常高效工作；而当传感节点在检测到与路由节点之间的通讯链路发生异常时，表明可能遇到通信拥堵或者环境突变(如空气中煤尘增多)等影响信号传输的情况，传感节点可以基于低频段通信模式将采集到的环境数据传输至路由节点，使得通信能够连续进行。
从结构上来讲，传感节点可以认为是具有两个射频模块的终端，每个射频模块对应一个频段，例如，470MHz射频模块和2.4GHz射频模块，每个射频模块可以是由对应该频段的射频芯片和天线组成的。另外，为了实现对应的功能，传感节点还可以包括传感器模块、电源模块、存储模块、主控模块等。其中的传感器模块可以包括至少一个传感器，传感节点上挂载的传感器类型和数量可以根据环境位置来确定，例如，处于采区回风巷的传感节点可以挂载甲烷传感器、一氧化碳传感器和风门传感器；由于传感节点要实现环境监测的目的，需要较长时间处于收集数据的状态，因此，其电源模块可以是配有蓄电池的独立供电系统，以供传感节点连续稳定运行；该存储模块可以是存储装置，如SD(Secure Digital，安全数码)存储卡，可用于存储传感器模块采集到的数据等；传感节点的主控模块可以是负责组网通信、对采集到的环境数据进行转化、以及在需要时切换通信频段等工作的处理单元，该处理单元可以是CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，也可以是MCU(MicroControl Unit，微控制单元)、FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)等。当然，该传感节点还可以包括其他硬件结构，例如，在一些实施例中，该传感节点还可以引入具有充电功能和电源管理功能的充电电路，或者还可以引入滤波和稳压电路，以使整个节点能够在一定的电压之下稳定工作。需要说明的是，路由节点可以由至少一个路由器或交换机组成，其同样也可以包括电源模块、存储模块、主控模块，或者还可以包括充电电路、蓄电电池和其他接口等，该路由节点与传感节点的主要区别就在于有无传感器模块。
另外，相关技术中，传感节点一般采用单线处理器来实现与路由节点之间的通讯，考虑到以下情况：在类似电力施工基坑这样的恶劣环境中，电磁环境突变因素较大，在传感节点采用双频段设计时，单线处理器需要先停止数据处理工作再进入信号调制模式，从而容易导致传感节点整体的数据处理能力低下，因而，在一些实施例中，该传感节点可以包括主处理器和从处理器，其中，所述主处理器用于负责与所述路由节点之间的通信，以及控制不同频段的通信模式的切换；所述从处理器用于获取环境数据，并进行数据转化以及数据异常检测。也就是说，传感节点的主控模块可以使用双核模式，即双处理器模式，主处理器负责组网通信，以及在需要时切换通信频段，而从处理器负责读取传感器模块采集到的环境数据以及数据处理，这样，极大缩短了信号不佳时传感节点的调节时间，增强了节点通讯的速率，使得节点通信更具实时性。这里的数据转化可以包括量化、编码等；数据异常检测的目的包括及时发现采集到的环境数据中的异常，其可以是采用训练好的机器学习模型来实现，也可以是通过预设的判定逻辑来实现，本申请对此不作限制。
进一步地，在一些实施例中，所述主处理器还用于：按照第一采样频率获取所述从处理器所获取的环境数据；所述从处理器还用于：在检测到环境数据发生异常时，向所述主处理器发送中断，以使所述主处理器调整至按照第二采样频率获取所述从处理器所获取的环境数据，所述第二采样频率高于所述第一采样频率。也就是说，在正常情况下，主处理器会以一定的采样频率，即第一采样频率获取从处理器所获取的环境数据，传感节点内针对不同的传感器所采集的环境数据设置有对应的阈值，当监测的环境数据超过预设阈值时，表明当前基坑内环境正处于危险状态的情况或即将处于危险状态的情况，因此，当从处理器在检测到数据异常，如环境数据超过预设阈值时，可以通过中断方式通知主处理器增加采样频率，此时传感节点可以向路由节点发送警报信号，直至数据恢复至阈值之下。这样，通过调整采样频率，可以在较短时间内快速确定这一异常是否误报，有效保证监测的准确性和及时性。可选地，该第一采样频率可以是7.5至20次/小时，可换算成3-8分钟/次，该第二采样频率可以是450至1800次/小时，可换算成2-8秒/次；当然，这两个采样频率还可以根据具体场景的需求进行相应的设置。需要说明的是，对于路由节点来说，其可以优先读取警报信号对应的传感节点所传输的环境数据，以便及时针对异常情况采取补救措施。
由于采用了双频段通信，在一定时间内会产生两个频段的数据信息，因而，为了确保数据收集的效率，在一些实施例，所述的路由节点具体用于：在完成读取所述传感节点基于低频率通信模式传输的环境数据后，开始读取所述传感节点基于高频段通信模式传输的环境数据。也就是说，路由节点分批次的收集这两个频段的数据信息，先汇聚数据量较小的、低频段的数据信息，以定位各传感节点，完成后再读取数据量较大的、高频段的数据信息，这样，可以提高数据收集的效率。
在实际应用中，可以将整个施工基坑内环境分为多个区块，每个区块对应本实施例的一个监测系统，即，每个区块的环境数据由传感节点获取，再由路由节点负责传感节点的控制以及区块内传感节点所获取的环境数据的汇聚。另外，为了降低功耗，可以在路由节点内设置睡眠机制，具体地，路由节点在进入初始化之后进入低功耗模式，如果设定的采样等待时间结束，则路由节点向该区块广播同步时间，之后便开始进行与传感节点的通讯，当读取完数据信息时，路由节点再次进入低功耗模式，设定的采样等待时间重新开始倒计时，直至该采样等待时间结束，路由节点再次向该区块广播同步时间，便于新的传感节点加入。这样，降低了路由节点的功耗，可以延长整个组网的使用寿命。
进一步地，在一些例子中，所述的传感节点还用于：若所处的通信模式对应的频段与所述路由节点当前读取的环境数据对应的频段不一致，进入睡眠模式。也就是说，路由节点在读取一个频段的数据信息时，当前处于另一个频段的传感节点进入睡眠模式，例如，在路由节点读取470MHz频段对应的数据信息时，当前工作在2.4GHz频段的传感节点进入睡眠模式。这样，可以降低整个监测系统的功耗。
路由节点在读取完所有数据信息时，将所有数据信息打包发送至服务器。这里的服务器可用于对这些数据信息进行分析，以及将分析的结果用可视化的方式展示给监测管理者，以便于监测管理者的管理。
本申请实施例的监测系统，通过双频段设计，传感节点在常规情况下基于高频段通信模式来向路由节点传输环境数据，以正常高效工作，而在出现通信拥堵或环境突变引起信号变差等情况时，切换至基于具有更强的障碍物穿透能力的低频段通信模式来传输数据的通信状态，使得通信能够稳定维持。如此，针对传感节点到路由节点的数据传输环节，保证了数据的及时有效性，从而提高了事故处理效率。
与图1A相对应地，本申请还提供一种基坑内环境监测方法的实施例。如图1B所示，图1B是本申请实施例提供的一种基坑内环境监测方法的流程图，所述方法应用于监测系统，所述监测系统包括路由节点和至少一个传感节点；所述方法包括：
在步骤101、所述传感节点采集目标基坑内的环境数据；
在步骤102、所述传感节点在检测到与所述路由节点之间的通讯链路正常时，基于高频段通信模式将所述环境数据传输至所述路由节点，在检测到与所述路由节点之间的通讯链路发生异常时，基于低频段通信模式将所述环境数据传输至所述路由节点；
在步骤103、所述路由节点接收所述传感节点所传输的环境数据，并上报至服务器。
参见图2，图2是本申请实施例提供的一种传感节点的框图，该传感节点包括：传感器模块21、主控模块22和无线模块23；所述主控模块22分别与所述传感器模块21、所述无线模块23连接；其中：所述传感器模块21用于采集环境数据；所述主控模块22用于向所述无线模块23发送所述环境数据，以及在检测到与路由节点之间的通讯链路发生异常时，向所述无线模块23发送频段切换指令；所述无线模块23用于在所述传感节点与路由节点之间的通讯链路正常时，基于高频段通信模式将所述环境数据传输至所述路由节点，以及在接收到所述频段切换指令时，基于低频段通信模式将所述环境数据传输至所述路由节点。
参见图3，图3是本申请实施例提供的一种路由节点的框图，该路由节点包括：无线模块31和主控模块32；其中：所述无线模块31用于接收传感节点所采集的环境数据；所述环境数据是所述传感节点在检测到与所述路由节点之间的通讯链路正常时基于高频段通信模式传输至所述路由节点的，或者在检测到与所述路由节点之间的通讯链路发生异常时基于低频段通信模式传输至所述路由节点的；所述主控模块32用于将所述环境数据上报至服务器。
上述传感节点和路由节点中各个模块的功能和作用的实现过程具体详见上述监测系统的实施例中的相关描述，在此不再赘述。需要说明的是，上述监测系统的实施例中所提及的双核模式、增加采样频率、睡眠机制等改进方案同样适用于对应的传感节点或路由节点。
为了方便对本申请方案做更为详细的说明，接下来介绍一具体实施例：
如图4A所示，图4A是本申请实施例提供的一种电力施工基坑内组网的示意图，整个施工基坑内环境被分为N个区块，每个区块对应一个监测系统，每个监测系统包括一个路由节点和K(K大于等于10)个传感节点，每个传感节点上挂载P(P大于等于1)个传感器。每个区块的环境数据由该区块对应的监测系统的传感节点获取，再由路由节点负责传感节点的控制与区块内传感节点数据的汇聚并传输至服务器。由于电力施工基坑内的电磁环境相对复杂，传感器布置的位置复杂多变，组网存在传感器困难、难以保护等问题，因此，本实施例采用无线LoRa来组网，克服长距离、多阻挡等问题。
参见图4B，图4B是本申请实施例示出的传感节点的结构框图，传感节点中，传感器模块401用于采集环境数据；射频模块402由两个部分组成，分为470MHz射频模块4021和2.4GHz射频模块4022，其中，470MHz射频模块4021由SX1268射频芯片和470MHz的天线组成，2.4GHz射频模块4022由2.4GHz射频芯片和2.4GHz的天线组成；主控模块403包括主处理器4031和从处理器4032，主处理器4031负责组网通信，在需要时切换通信频段，从处理器4032负责采集数据并进行数据转化和数据异常检测；存储模块404用于存储采集到的环境数据；电源模块405是一个独立供电系统，该供电系统还包括了提供充电功能和电源管理功能的充电电路4051、供传感节点连续稳定运行的蓄电电池4052、以及使得传感节点能够在3.3V电压下稳定工作的稳压模块4053和滤波模块4054，通过这一独立供电系统，传感节点可以连续稳定运行；其他接口406用于与其他节点设备进行信令或数据的通信。
参见图4C，图4C是本申请实施例示出的路由节点的结构框图，路由节点中，射频模块411(包括470MHz射频模块4111和2.4GHz射频模块4112)、电源模块412(包括充电电路4121、蓄电电池4122、稳压模块4123和滤波模块4124)和其他接口413与传感节点中相应模块是基本一致，在此不再赘述；与传感节点不同的是，路由节点没有传感器模块，而且，路由节点的主控模块414是单一的处理器4141，负责将从各传感节点汇聚的环境数据上报至服务器；另外，由于路由节点分批次读取两个频段的信息，所以存储模块415中设置有缓冲区，缓冲区将传感节点上传的环境数据按照不同频段分开储存，以供路由节点依次读取。
可以理解，图4B和图4C所示的结构仅为示意，所述传感节点/路由节点还可包括比图4B和图4C中所示更多或者更少的组件，或者具有与图4B和图4C所示不同的配置。图4B和图4C中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
在实际工作中，传感节点基于常规采样频率(3至8分钟每次)采集环境数据，在不采样时处于低功耗的睡眠状态，当出现通讯拥堵、信号质量不佳时，主处理器切换通信频段，使得节点通信更具实时性；当监测的环境数据超过所设置的阈值或数据异常时，传感节点进入警报模式，采样频率调为2至8秒每次，传感节点向路由节点发送警报信号，直至数据恢复至阈值之下，采样频率调回常规采样频率。
而在路由节点侧，其工作流程如图4D所示，具体包括：
S401、路由节点进入初始化；
S402、路由节点进入低功耗模式；
S403、等待设定的采样等待时间结束，若结束，执行S404，否则继续维持低功耗模式；
S404、向当前所在的区块广播同步时间，之后开始进行与传感节点的通讯；
S405、在通讯阶段，路由节点先接收低频段的数据信息，即470MHz节点数据；
S406、判断低频段的数据信息是否接收结束，是则执行S407，否则继续接收低频段的数据信息；
S407、开始接收高频段的数据信息，即2.4GHz节点数据；
S408、判断高频段的数据信息是否接收结束，是则执行S409，否则继续接收高频段的数据信息；
S409、路由节点将所有数据打包发送至服务器，之后返回S402，设定的采样等待时间重新开始倒计时。
需要说明的是，路由节点针对进入警报模式的节点信息优先读取，而且，路由节点读取一个频段的数据信息时，处于另一个频段的传感节点进入睡眠模式，以此来降低功耗。
由此，本申请实施例针对传感节点到路由节点的数据传输环节，实现一种在低功耗模式下稳定运行、同时有效避免信号传输拥堵、并保证数据传输高效的方案，提高电力施工基坑内环境监测的可靠性。
上述各实施例中提到的处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。该处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(CPU，Central Processing Unit)、网络处理器(NP，Network Processor)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件；或者还可以是微处理器。该处理器也可以是任何常规的处理器等。
上述各实施例中提到的存储模块可以包括存储器，该存储器可以是，但不限于，随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，只读存储器(ROM，Read Only Memory)，可编程只读存储器(PROM，Programmable Read-Only Memory)，可擦除只读存储器(EPROM，Erasable Programmable Read-Only Memory)，电可擦除只读存储器(EEPROM，ElectricErasable Programmable Read-Only Memory)等。存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由处理器执行时，电子设备(即传感节点和路由节点)可以执行实施例中涉及的步骤，从而实现对应的功能。
可选地，电子设备还可以包括其他模块，例如，输入输出单元。该输入输出单元可以用于提供给用户创建任务以及为该任务创建启动可选时段或预设执行时间以实现用户与服务器的交互。所述输入输出单元可以是，但不限于，鼠标和键盘等。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (10)
1.一种基坑内环境监测系统，其特征在于，包括路由节点和至少一个传感节点；其中：
所述传感节点用于采集目标基坑内的环境数据，以及在检测到与路由节点之间的通讯链路正常时，基于高频段通信模式将所述环境数据传输至所述路由节点，在检测到与路由节点之间的通讯链路发生异常时，基于低频段通信模式将所述环境数据传输至所述路由节点；
所述路由节点用于接收所述传感节点所传输的环境数据，并上报至服务器。
2.根据权利要求1所述的基坑内环境监测系统，其特征在于，所述传感节点包括主处理器和从处理器，其中，所述主处理器用于负责与所述路由节点之间的通信，以及控制不同频段的通信模式的切换；所述从处理器用于获取环境数据，并进行数据转化以及数据异常检测。
3.根据权利要求2所述的基坑内环境监测系统，其特征在于，所述主处理器还用于：按照第一采样频率获取所述从处理器所获取的环境数据；
所述从处理器还用于：在检测到环境数据发生异常时，向所述主处理器发送中断，以使所述主处理器调整至按照第二采样频率获取所述从处理器所获取的环境数据；其中，所述第二采样频率高于所述第一采样频率。
4.根据权利要求1所述的基坑内环境监测系统，其特征在于，所述路由节点具体用于：在完成读取所述传感节点基于低频率通信模式传输的环境数据后，开始读取所述传感节点基于高频段通信模式传输的环境数据。
5.根据权利要求4所述的基坑内环境监测系统，其特征在于，所述传感节点还用于：若所处的通信模式对应的频段与所述路由节点当前读取的环境数据对应的频段不一致，进入睡眠模式。
6.根据权利要求4所述的基坑内环境监测系统，其特征在于，所述路由节点还用于：在读取完所述传感节点基于高频段通信模式传输的环境数据时，进入低功耗模式，直至设定的采样等待时间结束。
7.根据权利要求1所述的基坑内环境监测系统，其特征在于，所述传感节点还用于：在检测到环境数据超过预设阈值时，向所述路由节点发送警报信号；
所述路由节点还用于：优先读取警报信号对应的传感节点所传输的环境数据。
8.一种基坑内环境监测方法，其特征在于，所述方法应用于监测系统，所述监测系统包括路由节点和至少一个传感节点；所述方法包括：
所述传感节点采集目标基坑内的环境数据；
所述传感节点在检测到与所述路由节点之间的通讯链路正常时，基于高频段通信模式将所述环境数据传输至所述路由节点，在检测到与所述路由节点之间的通讯链路发生异常时，基于低频段通信模式将所述环境数据传输至所述路由节点；
所述路由节点接收所述传感节点所传输的环境数据，并上报至服务器。
9.一种传感节点，其特征在于，包括传感器模块、主控模块和无线模块；所述主控模块分别与所述传感器模块、所述无线模块连接；其中：
所述传感器模块用于采集环境数据；
所述主控模块用于向所述无线模块发送所述环境数据，以及在检测到与路由节点之间的通讯链路发生异常时，向所述无线模块发送频段切换指令；
所述无线模块用于在所述传感节点与路由节点之间的通讯链路正常时，基于高频段通信模式将所述环境数据传输至所述路由节点，以及在接收到所述频段切换指令时，基于低频段通信模式将所述环境数据传输至所述路由节点。
10.一种路由节点，其特征在于，包括无线模块和主控模块；其中：
所述无线模块用于接收传感节点所采集的环境数据；所述环境数据是所述传感节点在检测到与所述路由节点之间的通讯链路正常时基于高频段通信模式传输至所述路由节点的，或者在检测到与所述路由节点之间的通讯链路发生异常时基于低频段通信模式传输至所述路由节点的；
所述主控模块用于将所述环境数据上报至服务器。
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