[发明专利]一种基于无线传感器网络的大气污染监测系统

权利要求书

1.一种基于无线传感器网络的大气污染监测系统，其特征是，包括：

无线传感器网络，用于对大气污染进行监测，获取大气污染监测数据并进行处理转发；

大气污染监测子中心，用于与无线传感器网络双向通信，并且能够接收并分析无线传感器网络发送的大气污染监测数据，在大气污染监测数据超过设定的正常门限时发出报警信号；

远程控制终端，用于远程访问、远程监控大气污染监测子中心并接收大气污染监测子中心发来的报警信号；

用户终端，用于通过手机网络接收各大气污染监测子中心发来的报警信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的大气污染监测系统，其特征是，所述远程控制终端为远程计算机，能够通过互联网或3G网络或GPRS网络访问大气污染监测子中心并接收报警信号。

3.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的大气污染监测系统，其特征是，所述大气污染监测子中心包括用于与无线传感器网络双向通信的通信模块、大气污染监测数据存储模块和大气污染监测数据管理分析模块。

4.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的大气污染监测系统，其特征是，所述的无线传感器网络包括设定于大气污染监测区域外的基站以及部署于设定的大气污染监测区域内的多个传感器节点，基站与大气污染监测子中心通信连接，传感器节点以设定的密度C泊松分布于大气污染监测区域内。

5.根据权利要求4所述的一种基于无线传感器网络的大气污染监测系统，其特征是，网络初始化时，将大气污染监测区域沿纵向划分为S个大小相等的虚拟的条形大气污染监测区域，每个条形大气污染监测区域沿纵向平均划分多个矩形监测子区域，每个矩形监测子区域中的传感器节点通过选举确定一个数据汇聚节点和一个数据转发节点，剩余的传感器节点作为成员污染监测节点，其中数据汇聚节点用于接收并处理所在矩形监测子区域内各成员污染监测节点采集的大气污染监测数据，所述的数据转发节点用于由数据汇聚节点处理后的大气污染监测数据与自身采集的大气污染监测数据进行聚合，并传输到下一跳节点或基站。

6.根据权利要求5所述的一种基于无线传感器网络的大气污染监测系统，其特征是，按照距离基站由近到远的距离对各个条形大气污染监测区域依次设为Ψ₁,Ψ₂,…,Ψ_S，其中前一个条形大气污染监测区域划分的矩形监测子区域的数量比下一个条形大气污染监测区域划分的矩形监测子区域的数量多1个，对于Ψ₁,Ψ₂,…,Ψ_S，设划分的矩形监测子区域的数量分别为K,K-1,K-2,…,K-(S-1)，按照下列公式确定K的具体数值：

式中，ε_fs为传感器节点的通信模型采用自由空间模型时的功率放大损耗，ε_mp为传感器节点的通信模型采用多路径衰减模型时的功率放大损耗，E为医疗监测区域的面积，R_max为传感器节点中的最大通信半径，int[·]表示取整运算。