申请日2015.09.24
公开(公告)日2017.04.05
IPC分类号H04W4/00; H04W52/02; H04W84/18; G08C17/02
摘要
本发明公开了一种污水监测用无线传感器网络,包括多个污水参数监测系统、多个污水处理过程监测系统和远程服务器，污水参数监测系统是由若干个采集传感器节点和一个采集汇集节点所组成的一个无线传感器网络，每个污水处理过程监测系统包括一个现场服务器，以及若干个与现场服务器进行通信的上行传感器网络，和若干个与现场服务器进行通信的下行传感器网络;上行传感器网络是由若干个监测传感器节点和一个监测汇聚节点组成的一个无线传感器网络，下行传感器网络是由若干个执行传感器节点和一个执行汇聚节点组成的一个无线传感器网络;每个污水处理过程监测系统的现场服务器都与远程服务器，以及至少一个污水参数监测系统的采集汇聚节点进行通信。
摘要附图
权利要求书
1.一种污水监测用无线传感器网络,包括多个污水参数监测系统、多个污水处理过程监测系统和远程服务器，其特征在于：
所述污水参数监测系统是由若干个采集传感器节点和一个采集汇集节点所组成的一个无线传感器网络，用于对污水的理化参数进行监测;
所述污水处理过程监测系统包括一个现场服务器，以及若干个与所述现场服务器进行通信的上行传感器网络，和若干个与所述现场服务器进行通信的下行传感器网络;
所述上行传感器网络是由若干个监测传感器节点和一个监测汇聚节点组成的一个无线传感器网络，用于对污水处理设备的运行参数进行监测;
所述下行传感器网络是由若干个执行传感器节点和一个执行汇聚节点组成的一个无线传感器网络，用于对污水处理设备的运行参数进行调节和设置;
每个所述污水处理过程监测系统的现场服务器都与至少一个污水参数监测系统的采集汇聚节点，以及所述远程服务器进行通信。
2.根据权利要求1所述的一种污水监测用无线传感器网络，其特征在于：所述采集传感器节点、监测传感器节点和所述执行传感器节点均包括依次连接的传感器，信号调理电路、A/D转换器、微处理器和射频模块以及连接所述微处理器的电源管理模块。
3.根据权利要求2所述的一种污水监测用无线传感器网络，其特征在于：所述微处理器和所述射频模块通过CC2430芯片集成。
4.根据权利要求2所述的一种污水监测用无线传感器网络，其特征在于：所述采集传感器节点、监测传感器节点和所述执行传感器节点上均设有太阳能后备电源模块。
5.根据权利要求2所述的一种污水监测用无线传感器网络，其特征在于：所述采集传感器节点上的传感器选自温度传感器、PH值传感器、折射率传感器、电导率传感器、溶解氧含量传感器。
6.根据权利要求1所述的一种污水监测用无线传感器网络，其特征在于：该污水监测用无线传感器网络的MAC协议采用的是802.15.4标准。
7.根据权利要求1所述的一种污水监测用无线传感器网络，其特征在于：该污水监测用无线传感器网络的路由协议采用面向QoS的Cluster-Tree自适应路由协议。
8.根据权利要求1所述的一种污水监测用无线传感器网络，其特征在于：该污水监测用无线传感器网络的节点定位采用了带置信度的两步定位算法。
9.根据权利要求8所述的一种污水监测用无线传感器网络，其特征在于：该污水监测用无线传感器网络的采用基于簇状网络结构的TPSN时间同步算法。
说明书
一种污水监测用无线传感器网络
技术领域
本发明涉及环保领域的一种污水监测用无线传感器网络。
背景技术
水域环境监测是环境保护的基础，其目的是为环境保护提供科学决策的依据。当河流、湖泊等突发水环境污染事故时，现有常规手段无法实现迅速、准确、动态地监测与预报，以致难以快速、恰当地做出决策，采用无线传感器技术和无线传感器网络及时发现环境事故，进而制定紧急对策是水域环境监测的发展方向。
无线传感器网络是继因特网之后，将对21世纪人类生活方式产生重大影响的IT热点技术。无线传感器网络是由大量低成本、低功耗的具有传感、计算与通信能力的无线传感器节点构成的自治网络系统，能根据环境自主完成各种监测任务。目前，无线传感器网络在环境监测领域已得到越来越多的应用，如跟踪候鸟和昆虫的迁移、监测生物的栖息地环境、研究环境变化对农作物的影响、森林火灾预警、监测大气和土壤的成分等。
目前，国内外在无线传感器网络研究方面有了一定的学术积累和研究成果，但仍然存在较多的问题，距离实用化仍有一定差距。而在污水监测用无线传感器网络中，更是有诸多问题需要解决：1)污水监测用无线传感器网络的网络架构;2)污水监测用无线传感器网络的自组网技术;3)具有自组网功能的无线传感器网络节点;4)污水监测用无线传感器网络的时间同步与定位。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种污水监测用无线传感器网络，其可以减少收发数据时的时钟偏差，节省能量、提高定位精度、缩短节点的网络延时。
实现上述目的的一种技术方案是：一种污水监测用无线传感器网络,包括多个污水参数监测系统、多个污水处理过程监测系统和远程服务器，
所述污水参数监测系统是由若干个采集传感器节点和一个采集汇集节点所组成的一个无线传感器网络，用于对污水的理化参数进行监测;
所述污水处理过程监测系统包括一个现场服务器，以及若干个与所述现场服务器进行通信的上行传感器网络，和若干个与所述现场服务器进行通信的下行传感器网络;
所述上行传感器网络是由若干个监测传感器节点和一个监测汇聚节点组成的一个无线传感器网络，用于对污水处理设备的运行参数进行监测;
所述下行传感器网络是由若干个执行传感器节点和一个执行汇聚节点组成的一个无线传感器网络，用于对污水处理设备的运行参数进行调节和设置;
每个所述污水处理过程监测系统的现场服务器都与至少一个污水参数监测系统的采集汇聚节点，以及所述远程服务器进行通信。
进一步的，所述采集传感器节点、监测传感器节点和所述执行传感器节点均包括依次连接的传感器，信号调理电路、A/D转换器、微处理器和射频模块以及连接所述微处理器的电源管理模块。
再进一步的，所述微处理器和所述射频模块通过CC2430芯片集成。
再进一步的，所述采集传感器节点、监测传感器节点和所述执行传感器节点上均设有太阳能后备电源模块。
再进一步的，所述采集传感器节点上的传感器选自温度传感器、PH值传感器、折射率传感器、电导率传感器、溶解氧含量传感器。
进一步的，该污水监测用无线传感器网络的MAC协议采用的是802.15.4标准。
进一步的，该污水监测用无线传感器网络的路由协议采用面向QoS的Cluster-Tree自适应路由协议。
进一步的，该污水监测用无线传感器网络的节点定位采用了带置信度的两步定位算法。
进一步的，该污水监测用无线传感器网络的采用基于簇状网络结构的TPSN时间同步算法。
采用了本发明的一种污水监测用无线传感器网络的技术方案,包括多个污水参数监测系统、多个污水处理过程监测系统和远程服务器，所述污水参数监测系统是由若干个采集传感器节点和一个采集汇集节点所组成的一个无线传感器网络，用于对污水的理化参数进行监测;所述污水处理过程监测系统包括一个现场服务器，以及若干个与所述现场服务器进行通信的上行传感器网络，和若干个与所述现场服务器进行通信的下行传感器网络;所述上行传感器网络是由若干个监测传感器节点和一个监测汇聚节点组成的一个无线传感器网络，用于对污水处理设备的运行参数进行监测;所述下行传感器网络是由若干个执行传感器节点和一个执行汇聚节点组成的一个无线传感器网络，用于对污水处理设备的运行参数进行调节和设置;每个所述污水处理过程监测系统的现场服务器都与至少一个污水参数监测系统的采集汇聚节点，以及所述远程服务器进行通信。其技术效果是：其可以减少收发数据时的时钟偏差，节省能量、提高定位精度、缩短节点的网络延时。
