[实用新型]基础设施的无线传感网络监测系统有效
申请号: | 201020639848.6 | 申请日: | 2010-11-30 |
公开(公告)号: | CN202004971U | 公开(公告)日: | 2011-10-05 |
发明(设计)人: | 吴俨;刘彬 | 申请(专利权)人: | 无锡悟莘科技有限公司 |
主分类号: | H04W28/06 | 分类号: | H04W28/06;H04W84/18;G08C17/02 |
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地址: | 214135 江苏省无锡市新区*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基础设施 无线 传感 网络 监测 系统 | ||
技术领域
本实用新型涉及大型基础设施监控领域,尤其涉及一种基础设施的无线传感网络监测系统。
背景技术
目前,在对大型基础设施的监测方面应用的方法主要有三类:人工监测、有线监测、无线监测。
无论西方还是我国,大型基础设施的监测方法基本一直沿用依靠大规模的人力测量完成。这样不仅耗费巨大,精度较低,更重要的是失去了对系统数据的全天候分析,进而导致对突发情况的反应、处理以及预警能力大大下降。对于不易进入的永久性使用设施,如地下埋藏的管道和极为繁忙的地下铁,产生的影响就更为严重。
而现有的有线网络监测系统多是由众多有线机站配合一定量有线或无线传感设备构成。这不仅需要铺设大量的长距离线路以保障电源与信号的传递,进而大大增加了整套系统的成本;另外有线网络监测系统无形中增添了高强度的后期维护费用,直接或间接地影响到了人员的作业效率;而且,潜在地,对这些基础设施本身建筑结构上也造成了不必要的损坏,从而增添了额外的安全隐患。诸多以上原因导致了有线传感装置不可能大面积、大密度安装,进而漏报、误报现象严重。
而刚刚出现的无线监测方式(相对有线监测方法),有两种可能:一种是,实现了无线的通讯但因无法解决高能耗问题,所以仍然需要电源线路;另一种是,从有线到整体无线的系统,却产生了以下的几点关键问题:
1、传输频率的单一性,以至于无法克服多路径现象(multi-path)所常常带来的信号强弱不确定性(即同一无线信号在可视路径上的直接信号传递与其他反射、衍射的相互叠加<从而信号变强>或抵消<从而信号变弱,在周围噪音复杂的环境中,失去良好的信息通讯>)。其主要原因在于变频、调频技术对于硬件的需求过高,耗能过大,对于系统的整体协调性过强,而在电池能量极其有限的情况下,更使得这一技术难以实现;
2、信号采集频率不适(过快或过慢),至今没有一个系统或方法叙述了对于大型基础设施的信号采集速率,从而导致,不科学的无线系统协议,进而使整个系统的能耗均衡性无法控制。(即信号采集速率或过快或过慢)。这主要是因为传统基础设施的监测常采用埋藏式,即建筑过程中与混凝土一次性埋设,使用性差、维护难,所以至今低于这一领域的监测与预警并没有他多的科学性要求;
3、没有一个系统对于无线监测网络所在的环境进行深入探究,即建筑用料、横截面尺寸、建筑物形状以及特殊安装环境对于传感网络布局的所带来的影响,如线状结构。使得具体系统因安装因素考虑的缺乏性,大大降低了原有系统实现其应有功能的可靠性。主要原因是从无线传感技术的角度缺乏对于土木工程等建筑学科的连接。
4、对于无线监测网络的安全性,没有考虑。
5、单个支点能耗大,主要原因有二:
A、现有设计以有线为主,那么对于能耗设计方面并不注重;
B、同时又缺乏相对应的分析方法,如对于支点不同模态(休眠、启动、运行、发射、信息处理模态)的能耗分析,不同无线发射功率时的能耗需求等等,导致单个支点寿命的不确定性,进而失去了对于单个支点的智能优化的先决条件。
6、缺乏庞大的网络优化,进而系统寿命的不确定性。除了本实用新型外,并没有一个实质性的方案或商业化产品对于大型(数量超过50个支点)的无线传感网络系统进行过设计、开发、应用。
7、在单个传感支点之上的数据信号处理缺乏设计,使得冗繁信息重复发射,单个支点的能量有效使用率极低。
8、不具有大型基础设监测中所需要的无线超高精度传感器,进而大量数据的不可靠性使得相应的基础设施预警的敏感性和即时性大大减低。
9、现有系统数据缺乏可视性,无法让人们直观的感受和理解到基础设施的微小变化的严重性。
10、除了以上9点所导致的不可靠性以及整体所存在的不可靠性,导致这一系统、方法无法适用于工业级生产的需要。
实用新型内容
本实用新型实施第一目的在于提供一种:基础设施的无线传感网络监测方法,采用该技术方案,采用该技术有利于使得无线网络系统能耗低。
本实用新型实施第二目的在于提供一种:基础设施的无线传感网络监测系统,采用该技术方案,采用该技术有利于使得无线网络系统能耗低。
本实用新型实施例提供的一种基础设施的无线传感网络监测方法,包括:
无线传感支点周期性监测获取基础设施的状态参数,
所述无线传感支点根据本无线传感支点到网关的路由信息,确定本无线传感支点到网关是否需要经过无线中继支点,如果无需经过无线中继支点,则:
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