[实用新型]一种无线传感网络监测系统、支点及网关

说明书

技术领域

本实用新型涉及无线传感网络技术，尤其涉及一种无线传感网络监测系统以及系统中的支点和网关。

背景技术

无线传感网络是由部署在监测区域内大量的微型传感器支点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，在智能交通、环境监控、医疗卫生等多个领域得到广泛应用。现有的无线传感网络监测系统见图1，其分为传感支点与中继支点两大类，中继支点只是通讯上的信息中转，传感支点只做数据采集与信息传输，没有信息中转的能力，故支点之间是星状网络形式存在。这种架构需要针对应用场景的实际情况进行专门的布置设计，较为复杂和繁琐，且一旦场景发生变化就会影响监控效果；如果中继支点出现故障时，整个网络传输功能出现瘫痪，无法完成数据传输，而且中继支点需要持续保持工作状态，能耗较高。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题提出了一种无线传感网络监测系统，包括多个支点、网关和远程服务器，其特征在于：

多个支点组成多跳网络，用于采集数据并将数据传输至网关；

网关，用于将数据转发至远程服务器；

远程服务器，用于接收数据并进行后续处理；

该多跳网络形成多层拓扑，每层包括一个或多个支点。

进一步地，该多层拓扑包括网状、树状、星状和线状拓扑。

进一步地，该多层拓扑是动态变化的。

进一步地，该多层拓扑为10层拓扑。

进一步地，支点在没有数据传输时进入休眠模式。

进一步地，组成多跳网络的方式为：网关发出第一组网帧；能够收到第一组网帧的支点加入网络作为第一层支点，再发出第二组网帧；收到第二组网帧的支点加入网络作为第二层支点，再发出第三组网帧，依次类推形成多层拓扑；满足预设条件，组网完毕。

进一步地，支点收到组网帧时根据信号门限值，确认自身是否具备入网条件，如果具备则加入网络，否则不加入网络。

进一步地，所述确认自身是否具备入网条件包括比较组网帧信号强度与信号门限值，当大于门限值时则具备。

进一步地，采用隔层同传的工作模式，即当第一层支点在上传数据时，单数层支点同时传输；当第二层支点在上传数据时，双数层支点同时传输。

进一步地，系统应用于基础设施监测，支点分布于基础设施上。

本实用新型还提出了一种上述无线传感网络监测系统中的支点，其特征在于包括：

传感模块，用于采集数据，包括双倾角传感模块和/或激光测距传感模块；

接口模块，用于接收和发送数据；

MCU控制器，具有嵌入式系统，用于控制支点中其它模块以及执行组成多跳网络的功能。

进一步地，传感模块包括主传感模块和辅助传感模块。

进一步地，主传感模块兼容数据接口，包括MEMS类型倾角传感器、高精度激光传感器、0-20mA类型传感器、0-5V类型传感器、400-6000Hz类型振弦式传感器、电阻类型传感器。

进一步地，接口模块包括无线通信模块。

进一步地，还包括供电模块、存储模块和/或时钟控制模块。

进一步地，所述供电模块用于提供整个支点的电源与管理，内置于支点之中，为标准的工业级电池。

本实用新型还提出了一种上述无线传感网络监测系统中的网关，其特征在于包括：

接口模块，用于接收和发送数据；

MCU控制器，具有嵌入式系统，用于控制支点中其它模块以及执行组成多跳网络的功能。

进一步地，接口模块包括与支点通信的MESH无线模块与远程服务器通信的移动通信无线模块。

进一步地，接口模块还包括标准工业接口。

进一步地，还包括存储模块、电源模块、与电源模块连接的低功耗供电模块和/或时钟控制模块。

进一步地，电源模块用于提供整个网关的电源与管理，内置于网关之中，为标准的工业级电池。

进一步地，还包括用于监测网关健康状况的健康模块和辅助传感模块。

进一步地，MCU控制器包括彼此连接的第一MCU控制器和第二MCU控制器，第一MCU控制器连接MESH无线模块、低功耗供电模块、健康模块、辅助传感模块、时钟控制模块；第二MCU控制器连接接口模块、存储模块、低功耗供电模块、时钟控制模块。