[发明专利]一种基于移动协调节点与数据暂存机制的猪舍监控方法

权利要求书

1.一种基于移动协调节点与数据暂存机制的猪舍监控方法，其特征在于，包括以下步 骤：

步骤1，构建基于移动协调节点与数据暂存机制的猪舍监控系统，该系统主要由信息 采集系统、信息管理系统以及远程监控端三部分组成；信息采集系统主要由终端节点、簇 头节点和协调节点组成的无线传感网络构成，终端节点和簇头节点采集猪舍内的环境信息， 通过ZigBee无线技术把信息发送至协调节点。协调节点负责信息的整合处理，然后再把信 息发送到信息管理系统；信息管理系统中，在tiny6410平台上移植数据库和web服务器， 通过wifi技术使tiny6410连接入互联网；远程监控端是用户通过互联网访问现场控制器的 终端。

步骤2，基于移动协调节点与数据暂存机制的路由算法设计：包括根据网络节点的阈 值T(n)选择出簇头节点；选择好簇头节点后，其他节点根据自己与簇头节点的距离来选择 要加入的簇；簇头节点根据自己与协调节点间的距离来选择不同的传输方式；根据协调节 点与簇头节点的通信距离是否大于d₀，选择不同的能量消耗模型。

2.根据权利要求1所述的基于移动协调节点与数据暂存机制的猪舍监控方法，其特征 在于，所述步骤1中，终端节点上安装有传感器、摄像头和zigbee模块，协调节点和现场 控制器都被安放在实际应用中的一台巡迹机器人小车上，同时小车上还安装有音频传感器、 摄像头和多种环境传感器等装置，且这些部件直接与现场控制器tiny6410有线连接。

3.根据权利要求1所述的基于移动协调节点与数据暂存机制的猪舍监控方法，其特征 在于，所述步骤2中，根据网络节点的阈值T(n)选择出簇头节点，普通节点成为簇头节点 是由当前网络中的簇头节点的比例、普通节点是否曾经成为簇头节点以及它剩余的能量这 三个条件共同决定的；满足能量条件的节点将产生一个0到1的随机数；如果这个数字小 于阈值T(n)，则此节点在这一轮中成为簇头节点；如果一个节点曾经被选为簇头节点，只 要此节点还满足参与竞选簇头的条件，其在1/p-1轮中还可以参与簇头节点的竞选。

4.根据权利要求1所述的基于移动协调节点与数据暂存机制的猪舍监控方法，其特征 在于，所述步骤2中，选择好簇头节点后，其他节点根据自己与簇头节点的距离来选择要 加入的簇的具体过程：

簇头节点向整个无线传感网络广播自己成为簇头节点的信息，其他节点根据自己与簇 头的距离来决定加入哪个簇，主要是通过判断广播信息的信号强度来实现；这些节点发出 一个请求加入信号，此信号包含了所要加入的簇头节点的ID，节点自身的ID以及自身的 当前能量；通过这些信息，计算出网络中所有节点的平均能量。

5.根据权利要求1所述的基于移动协调节点与数据暂存机制的猪舍监控方法，其特征 在于，所述步骤2中，簇头节点根据自己与协调节点间的距离来选择不同的传输方式的具 体过程为：

分簇完成以后，簇头节点基于TDMA协议创建一张时序表，通过此时序表，在不发送 数据的时间内，普通节点可以关闭他们的接收端，从而降低节点的能量消耗；在普通节点 生成数据以后，首先把数据传输给簇头节点，簇头节点整合收集到数据，去除一些冗余的 信息；当簇头节点距离协调节点较近时，簇头节点直接把数据传输给协调节点；而当簇头 节点距离协调节点较远时，簇头节点则把数据暂时存储起来，随着协调节点的移动，如果 协调节点移动到距离簇头节点较近时，簇头节点再把收集到的数据传输给协调节点。

6.根据权利要求1所述的基于移动协调节点与数据暂存机制的猪舍监控方法，其特征 在于，所述步骤2中，根据协调节点与簇头节点的通信距离是否大于d₀，选择不同的能量 消耗模型的具体内容为：

如果传输距离小于d₀，能量消耗与传输距离d的二次方成正比例关系；而如果传输距 离大于d₀，则能量消耗将与d的四次方成正比例关系；

如果簇头节点和协调节点之间的距离小于d₀，簇头节点直接把数据传输给协调节点； 如果簇头节点和协调节点之间的距离大于d₀，簇头则把数据暂时存储起来，当协调节点移 动到距离其小于d₀时，簇头再把信息传送给协调节点。