[实用新型]一种用于传感器校准的无线传感器网络移动节点

说明书

技术领域

本实用新型属于无线传感器网络技术领域，尤其涉及一种用于传感器校准的无线传感器网络移动节点。

背景技术

人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官，而在研究自然现象和规律以及生产活动中，单靠人们自身的感觉器官是远远不够的。传感器是人类五官的延长，在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，传感器监视和控制着生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态。没有众多优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。

一般的传感器会经过出厂校准、首次应用的校准，然而随着使用时间的延长，各种不确定性因素会导致传感器检测的数据与实际出现偏差。现在基本的共识是，对使用中的传感器进行定期校准是必须的。

传感器校准方法可以分为硬件校准和软件校准两种，由于硬件校准并不是在任何情况下都能进行的，所以在使用软件处理传感器数据的应用场合下，使用软件对所测的数据进行校准是非常方便实用的一种方法。

无线传感器网络技术是近年新兴的数据采集技术，成为国内外研究的热点。无线传感器网络的传感节点通过各种传感器采集数据，然后将采集的数据通过无线通信模块以多跳路由或者经由簇头节点最终发送至汇聚节点。国内外已经开发出一些基于无线传感器网络的监测系统，如在畜禽舍，温室，果园等的应用。

但是，对无线传感器网络中的传感器进行校准的方法却很少有人研究。由于传感节点通常不含显示模块，所测数据经过简单处理直接向上层发送；除了无线通讯模块外没有与外界信息交换的接口；更有小体积，低功耗的特点，使得传统的校准传感器的方法不适用于无线传感器网络。国外针对无线传感器网络节点规模大，数据冗余度高的特点，提出了“宏观校准”方法，即不对单个传感器的性能进行校准，而整体考虑整个网络测量的准确性，根据传感节点冗余的特点用分布参数估计的方法进行联合校准。这种方法适用于大规模的具有冗余节点的应用场合，但是对于小规模的固定节点的网络，比如畜禽舍，温室等，则无能为力。

公告号为CN202075433U的中国专利文献公开了一种手持式气象传感器现场校准器，用来校准自动气象站中的气象传感器。这种手持式校准器标准数据通过串口输入，但是大部分标准器件并没有电信号的接口；这种方法对于校准时的数据处理方法没有说明，也不能对传感器进行更为准确的多点校准。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于传感器校准的无线传感器网络移动节点，该移动节点使用范围广，适用于传感器节点位置可知可触及且环境非急剧变化的一切无线传感器网络。

本实用新型的技术方案为：

一种用于传感器校准的无线传感器网络移动节点，包括：

键盘输入模块，用于输入校准模式和所测参数的真实值；

处理器模块，用于接收来自键盘输入模块的校准模式和所测参数的真实值；还用于接收待校准的传感节点的传感器测量值并根据所述的真实值生成校准算法和校准命令；

无线通信模块，用于接收所述的传感器测量值并将该传感器测量值传送给所述的处理器模块，还用于向待校准的传感节点发送处理器模块的校准命令；

显示模块，用于显示处理器模块接收到的输入信号和传感器测量值；所述的输入信号为从键盘输入模块输入的校准模式和所测参数的真实值。

本实用新型移动节点还包括电源模块，用于向键盘输入模块、处理器模块、无线通信模块和显示模块供电。

处理器模块用于控制本实用新型移动节点的运行，具体包括：初始化节点，加入当前网络，通过显示模块提示用户输入校准模式和所测参数的真实值、接收用户通过键盘输入模块摄入的校准模式和所测参数的真实值并通过显示模块显示、接收无线通信模块传入的传感器测量值并通过显示模块显示、存储数据、执行校准算法、通过无线通信模块发送校准命令给待校准的传感器节点。

本实用新型的无线传感器网络移动节点提供两种校准模式。用户可根据需要进行选择。作为其中一种，所述的校准模式为单点校准。作为其中另一种，所述的校准模式为多点校准。

为方便用户操作，所述键盘输入模块为矩阵键盘。该矩阵键盘中设有数字键，用于对不同校准模式进行选择（输入0即选择单点校准，输入1即选择多点校准）、输入所测参数的真实值；还设有“确认”键和“校准”键，“确认”键为用户输入真实值后按键，“校准”键为数据采集完成后开始校准计算按键。

所述单点校准即选用精度更高的标准测量器件所测值作为真实值与待校准的传感节点的传感器测量值进行比较从而校准。该模式的校准方法为：