[发明专利]空气污染信息自动获取与实时发布系统

权利要求书

1.空气污染信息自动获取与实时发布系统，其特征是，包括信息获取模块和预警终端，信息获取模块被配置为采集待监测区域的空气污染信息；预警终端被配置为对空气污染信息进行分析，在空气污染信息超出设定阈值时向预设的用户终端发出预警信号；还包括与所述信息获取模块连接的信息实时发布模块，所述信息实时发布模块被配置为在设定的显示设备上发布所接收的空气污染信息；所述信息获取模块包括汇聚节点和传感器节点；传感器节点采集空气污染信息并将采集的空气污染信息发送至汇聚节点；汇聚节点被配置为将各传感器节点发送的空气污染信息汇总发送至预警终端；按照实际需要在所述待监测区域内部署传感器节点，部署的传感器节点满足：任意传感器节点的感知半径在[F_min，F_max]范围内，F_max和F_min分别 为传感器节点感知半径的上下限；设置任意相邻两个传感器节点之间的距离在[F_max-F_min，F_max+F_min]范围内；确定已部署的传感器节点数量r，计算传感器节点的理论数量r₀，若r＜r₀，在监测区域内继续部署至少r₀-r个传感器节点；计算传感器节点的理论数量r₀，包括：设传感器节点的理论数量为r₀，按照下列公式计算传感器节点的最大可能理论覆盖率H：

为满足网络覆盖要求，设定H＝1，则

式中，L为待监测区域面积；

在监测区域内继续部署至少r₀-r个传感器节点，具体为：

(1)将设定的监测区域平均划分为n₀个子区域，n₀∈[6，8]，计算每个子区域的最大可能实际覆盖率：

式中，H_s为第s个子区域的最大可能实际覆盖率，为所述第s个子区域中传感器节点的最小感知半径，为所述第s个子区域中传感器节点的最大感知半径，r_s表示第s个子区域的节点数量；

(2)设最大可能实际覆盖率小于1的子区域数目为n，n≤n₀，若n＝0，按照最大可能实际覆盖率由小到大的顺序对各子区域进行排序，选取前3个子区域作为部署区域，在每个部署区域中增加int[(r₀-r)/3]个传感器节点；

若n＝1，在最大可能实际覆盖率小于1的子区域中增加部署r₀-r个传感器节点；

若n＞1，在第w个最大可能实际覆盖率小于1的子区域中增加部署r_w个传感器节点：

式中，H_w为所述第w个最大可能实际覆盖率小于1的子区域的最大可能实际覆盖率，H_j为第j个最大可能实际覆盖率小于1的子区域的最大可能实际覆盖率；int为取整函数。

2.根据权利要求1所述的空气污染信息自动获取与实时发布系统，其特征是，所述预警终端包括分析单元和预警单元，所述分析单元被配置为将空气污染信息与设定阈值进行比较，并输出比较结果；所述预警单元在所述比较结果为空气污染信息超出设定阈值时发出预警信号。

3.根据权利要求1所述的空气污染信息自动获取与实时发布系统，其特征是，所述传感器节点包括被配置为监测待监测区域的空气污染物浓度的传感器和被配置为将传感器信号转换为对应的空气污染信息的信号转换单元，所述信号转换单元与传感器连接；还包括被配置为控制采集频率的控制单元，所述控制单元与传感器连接。

4.根据权利要求1所述的空气污染信息自动获取与实时发布系统，其特征是，设置汇聚节点可移动，设与汇聚节点的距离小于设定的距离阈值的传感器节点集合为Z，汇聚节点定期对集合Z中的传感器节点进行能量监测，按照下列公式计算传感器节点的能量权值，若集合Z中存在能量权值大于0的传感器节点，汇聚节点在能量权值大于0的传感器节点中，选择最大能量权值的传感器节点作为目标节点，向目标节点方向移动设定的距离：

式中，X_q为集合Z中的传感器节点q的能量权值，V_q为传感器节点q的当前剩余能量，V_qc为传感器节点q通信范围内的第c个传感器节点的当前剩余能量，m_q为传感器节点q通信范围内的传感器节点数量，p_q为传感器节点q的通信半径，V_u为集合Z中的第u个传感器节点的当前剩余能量，p_O为汇聚节点的通信半径。