[发明专利]一种水下多传感器节点数据可视化呈现方法

说明书

技术领域

本发明属于传感器数据显示领域，具体涉及一种水下多传感器节点数据可视化呈现方法。

背景技术

信号处理芯片和数字通信理论的发展，给水下传感器的迅速发展带来了技术支持，使得水下传感器广泛的应用到海洋监测领域。水下传感器网络自组网络协议和定位技术也日益完善，但是在监测数据显示和呈现给用户的过程中，传统显示方案中大量的水下多传感器节点网络实时监测数据过于凌乱，监测者从中找到需要的数据十分费力，对传感器的位置不能直观感知，也把握不好传感器网络各节点状况。

然而计算机图形学的发展，给三维场景展示及数据可视化提供了很好的解决方案。在已构建的水下三维场景中，观察者可以直观感知场景中物体的方位信息，如果能将需要监测的数据信息直观附着在三维物体模型上，则在显示三维物体的同时也能观察到监测数据的变化，这给我们提供了一种水下多传感器节点数据可视化的呈现方法。

发明内容

本发明的目的是克服大量的水下多传感器节点网络监测数据显示和呈现给用户的过程中，传统显示方案中实时监测数据过于凌乱，监测者从中找到需要的数据十分费力，对传感器的位置不能直观感知，也把握不好传感器网络各节点状况的缺点。

为此，本发明提供了一种水下多传感器节点数据可视化呈现方法，至少包括：传感器节点网络、含有数据处理模块的节点管理服务器及用以显示数据转化模型的显示模块；

所述传感器节点网络包括多个传感器簇区每一传感器簇区内包括多个传感器节点，每一个传感器节点将其采集的数据传递给相应传感器簇区的簇首节点，进而经过汇聚节点传输到数据处理模块，该数据处理模块对接收到数据进行分类整合、解算各传感器节点的坐标并存储，同时由节点管理服务器生成三维水底场景、用以显示各传感器节点数据的圆盘模型，然后传输给显示模块，由该显示模块显示各簇首节点、三维水底场景，并以边界线的形式显示各簇首节点所在簇区范围；

通过鼠标操作模块实现从簇首节点、各簇首节点所在簇区范围的二维显示到包含传感器节点、簇首节点的三维水底场景三维显示的切换。

所述的圆盘模型至少包括：分割圆盘模型的6组扇形和位于圆盘模型中心区域的节点标号；每组扇形包括：位于扇形且与扇形的弧相邻的数据名称、位于扇形内且在扇形的一条半径上的刻度盘、位于扇形内且其两个端点分别与该扇形内的刻度盘上代表数据值的刻度以及扇形的另一条半径相接的数值指示线、数值指示线和扇形的两条半径以及圆盘中心区域的边界所围的数据着色区、位于扇形内且处于数据着色区外并与数值指示线相邻的数据值；数据值可跟随数值指示线移动；刻度盘两端头刻度分别代表最大和最小警报值，并以红线标识；当数据值在最小警报值与最大警报值之间时，数据着色区以绿色标识，否则以红色标识，其中数据着色区的数值指示线根据数据值和最大最小警报值比例对应在刻度盘中；当鼠标操作模块点击任一扇形时，该扇形所在的圆盘模型旋转并使该扇形显示到圆盘模型里的正上方，同时圆盘模型中心区域显示与该扇形所对应的节点标号，并在该扇形上方显示数据值的数据历史曲线。

上述圆盘模型被6组扇形均分，并且当任一扇形位于圆盘模型内的正上方时，所述刻度盘位于该扇形的左边半径上；所述刻度盘靠近圆盘模型圆心的端头设置为最小报警值，而刻度盘的另外一个端头设置为最大报警值。

上述方法的数据可视化呈现方法流程至少包含如下步骤：

步骤501：节点管理服务器接受数据，利用数据处理模块解算坐标，分类整理并存储数据；

步骤502：取出监测区域所有簇首节点在显示器端平面显示；

步骤503：判断是否点击某个簇首节点，如是则进行步骤504，否则进行步骤502；

步骤504：根据数据实例化圆盘模型；

步骤505：构建三维水底场景，建立三维场景世界坐标系，将圆盘模型加载在场景中；

步骤506：开始帧循环；

步骤507：用户自主进行场景和数据的浏览；

步骤508：判断用户是否利用鼠标模块点击圆盘的某块扇形区域，如是则进行步骤509，否则进行步骤510；

步骤509：旋转圆盘模型使被点击扇形在圆盘里正上方，读取该扇形接口所代表的数据，绘制历史曲线显示在该扇形上方；

步骤510：判断是否更换簇区显示，如是则进行步骤511，否则进行步骤506；

步骤511：结束帧循环，返回步骤502。

上述步骤504，包含如下步骤：

步骤601：获取该簇区内普通节点个数j，实例化j个圆盘模型，关联扇形数据接口和传感器数据，设置每个接口最大最小警报值；