[发明专利]无线传感器网络远程数据传输系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体涉及一种经由GPRS的无线传感器网络远程数据传输系统。

背景技术

具有现代意义的无线传感器网络由于其自身的特点，在大面积监测中有着广泛的应用前景。网络主要由一般节点和汇聚节点组成。一般节点主要负责采集数据，它们之间通过无线通信方式形成多跳的、自组织的、动态的网络系统。汇聚节点主要将一般节点的监测数据汇总后传给监控中心服务器终端，并将监控中心的指令发送给一般节点。目前的大部分无线传感器网络的产品中，汇聚节点和服务器PC机之间通过有线的方式或者近距离的无线方式进行通信，然后再通过该PC机与Internet网互连。但是在大面积野外环境应用中，在汇聚节点处配置PC机是不太现实的，原因有：(1)PC机的供电问题难以解决；(2)PC机放置野外不安全而且不易维护；(3)即使解决了(1)、(2)也不一定能保证PC机位于Internet网络的覆盖范围之内，达不到数据的远程传输效果，限制了无线传感器网络的应用范围。因此，解决大规模无线传感器网络与Internet网之间的信息互访问题尤为重要。

有人提出在无线传感器网络与Internet网之间加入网关节点(南京邮电大学王汝传，董挺挺，孙力娟，黄海平，陈志.无线传感器网络与Internet网的连接装置及连接方法.国家发明专利公开号101087304，中国专利信息网，公开日期2007.12.12)，通过该网关节点接入Internet网。该方案可以解决一部分无线传感器网络与Internet网的互访问题，但也有它的局限性。例如，网关节点与汇聚节点的最远通信距离理论上也只有1000多m，而且网关节点还得放置于距离Internet网站100米的范围内，算下来汇聚节点与Internet网站的距离也就1000多m。而Internet网络的覆盖范围还没有达到广大的面积和偏远的地区。因此，该方案还不能获得真正的远程双向数据传输能力。

2002年，在美国Intel实验室和大西洋学院联合进行的大鸭岛环境监测项目中，采用了汇聚节点经由卫星再到Internet网络的方式(Polastre J，Szewczyk R，Mainwaring A，Culler D.Anderson J.Analysis of wireless sensor network for habitat monitoring.Wireless Sensor Networks，2004：399-423)。但卫星通信方式运营成本较高，根据我国现有的国情，目前此种通信方式受到限制。

全球移动通信(Global System for Mobile Communication，简称GSM)和在此基础上发展起来的通用分组无线业务(General Packet Radio Service，简称GPRS)的覆盖面积远远超过了Internet网络，在无线传感器网络的远程通信中是可资利用的(Kalden R，Metrtck I，Meyer M.Wireless internet access based on GPRS.IEEE Personal Communications，2003，52(4)：997-1003)。是煤田火灾、农田作物、环境监测等间断性的少量数据传输的一种高效、低成本的传输途径。用户在线按流量计费，大大降低了系统的营运成本，十分灵活方便。GPRS方式和GSM方式(Chin E Lin，Chih-Ching Li，An-Sang Hou，Chih-chen Wu.A real-time remote control architectureusing mobile communication.IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement，2003，52(4)：8-18)(李东青.基于GSM手机模块的钻孔水位、水温遥测系统[M].山东科技大学硕士论文，2006，5：4-5)可以共同应用、相互补充，保证通信的可靠性与稳定性。

发明内容

1、要解决的技术问题

无线传感器节点本身的最大通信距离理论上只有300m～500m(实际应用中受周围环境影响更短)，仅适合短距离且为视距距离的通信。要将监测数据传输到几km、几百km甚至几千km的监控中心，需要解决远程数据传输问题以及监控中心对所有监控节点的实时控制。本发明通过GPRS网络将无线传感器网络与Internet网互联起来，最终实现无线传感器网络到监控中心服务器之间数据和指令的远程双向传输。

2、技术方案