[发明专利]一种基于无线传感器网络的风沙监测系统

说明书

技术领域

本发明创造涉及风沙监测技术领域，具体涉及一种基于无线传感器网络的风沙监测系统。

背景技术

当前，环境恶化严重尤其是沙漠化问题更为突出，各国也都投入很大的精力致力于风沙的治理，监测系统为治理提供了科学的数据，对野外环境因子的监测是一个长期的过程，而且都是在一些比较恶劣的环境下进行的，传统的监测系统是基于PC机进行现场测试，具有移动不方便、费用高以及移动不方便等缺点，目前，采用传感器网络技术来构建风沙监测系统，能够利用其优势来满足风沙运动数据的监测，其优势在于无线通信的方式减少了布线的投入，降低了维护和维修的难度，增加了通信的灵活性，增加了监测系统的可靠性，其次，节点集成多种类型的传感器，使得同时采集多个参数数据成为可能，大大缩短了数据采集时间。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种基于无线传感器网络的风沙监测系统。

本发明创造的目的通过以下技术方案实现：

一种基于无线传感器网络的风沙监测系统，其特征是，包括传感器监测模块、无线通信模块和远程监控中心，所述传感器监测模块布置在监测区域内，用于采集所在位置的风沙运动数据，并将风沙运动数据通过无线通信模块传送至远程监控中心,所述远程监控中心用于对所述风沙运动数据进行处理和分析，并在所述风沙运动数据超出安全阈值时进行预警。

本发明创造的有益效果：通过无线传感器技术进行风沙监测，通过传感器节点进行风沙运动数据的采集，并通过无线传感器网络将采集得到的数据进行传输，增加了通信的灵活性，提高了监测系统的可靠性。

附图说明

利用附图对发明创造作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明创造的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明结构示意图；

附图标记：

传感器监测模块1；无线通信模块2；远程监控中心3。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

参见图1，本实施例的一种基于无线传感器网络的风沙监测系统，其特征是，包括传感器监测模块1、无线通信模块2和远程监控中心3，所述传感器监测模块1布置在监测区域内，用于采集所在位置的风沙运动数据，并将风沙运动数据通过无线通信模块2传送至远程监控中心3,所述远程监控中心3用于对所述风沙运动数据进行处理和分析，并在所述风沙运动数据超出安全阈值时进行预警。

优选地，所述传感器监测模块1包括传感器采集单元和基站，所述传感器采集单元包括多个用于采集风沙运动数据的传感器节点和用于对簇内风沙运动数据进行收集和处理的簇首节点，簇首节点发送的数据经基站传送到所述无线通信模块。

优选地，所述传感器采集单元采用分层网络拓扑结构。

本优选实施例通过无线传感器技术进行风沙监测，通过传感器节点进行风沙运动数据的采集，并通过无线传感器网络将采集得到的数据进行传输，增加了通信的灵活性，提高了监测系统的可靠性。

优选地，所述分层网络拓扑结构中，采用改进的LEACH算法进行簇首的选择，具体为：

式中，N₀是传感器节点的原始能量值，n_i为传感器节点的当前剩余能量值，k_is为传感器节点和基站之间的距离值，p为传感器节点成为簇首节点的百分率，是轮数间隔值，G是候选节点的集合。

本优选实施例针对无线传感器网络中各传感器节点能量消耗和簇首节点位置分布不均导致的网络寿命下降的问题，本系统在簇首的选择算法中引入了各传感器节点的能量因素和各传感器节点与汇聚节点的距离因素，以降低簇内节点与簇首节点之间的通信能耗，实现了网络能耗均衡，延长了无线传感器网络的生存周期。

优选地，所述分层网络拓扑结构中，定义传感器节点分簇的代价函数，通过计算传感器节点与簇首之间的代价函数值，对传感器节点进行分簇，具体为：

定义传感器节点v_i加入簇首c_j的代价函数为V(i,j)，则代价函数V(i,j)的计算公式为：