[发明专利]一种基于WSN技术的红树林生长环境智能监测系统

权利要求书

1.一种基于WSN技术的红树林生长环境智能监测系统，其特征是，包括传感监测装置、基站设备和红树林生长环境监控中心；所述传感监测装置包括多个部署于被测红树林生长环境区域内的多个传感器节点，传感器节点对红树林生长环境进行监测感知，并将获得的红树林生长环境监测数据发送至基站设备；所述基站设备汇聚各传感器节点发送的红树林生长环境监测数据，进行处理后转发至红树林生长环境监控中心；红树林生长环境监控中心用于对基站设备发送的红树林生长环境监测数据进行分析处理和显示，并在红树林生长环境监测数据异常时进行报警。

2.根据权利要求1所述的一种基于WSN技术的红树林生长环境智能监测系统，其特征是，传感器节点内置至少一种下述传感器：

温度传感器、湿度传感器、光照传感器。

3.根据权利要求1所述的一种基于WSN技术的红树林生长环境智能监测系统，其特征是，红树林生长环境监控中心包括存储器、处理器和显示器，存储器用于对基站设备发送的红树林生长环境监测数据进行存储；处理器用于对基站设备发送的红树林生长环境监测数据进行分析处理；显示器用于显示红树林生长环境监测数据曲线和/或拓扑图。

4.根据权利要求3所述的一种基于WSN技术的红树林生长环境智能监测系统，其特征是，红树林生长环境监控中心还包括与处理器连接的报警器，当红树林生长环境监测数据超出对应设定的安全阈值时，所述处理器驱动报警器进行报警。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种基于WSN技术的红树林生长环境智能监测系统，其特征是，各传感器节点通过自组织方式构建分簇结构的无线传感器网络，其中每个簇包括一个主要簇头和一个次要簇头，主要簇头用于聚合簇内传感器节点采集的红树林生长环境监测数据，次要簇头用于接收主要簇头发送的聚合的红树林生长环境监测数据，并将接收的聚合的红树林生长环境监测数据通过多跳路由的方式发送至基站设备。

6.根据权利要求5所述的一种基于WSN技术的红树林生长环境智能监测系统，其特征是，所述的各传感器节点通过自组织方式构建分簇结构的无线传感器网络，包括：

(1)被测红树林生长环境区域内的每个传感器节点接收基站设备广播的“hello”数据包，确定自身到基站设备的距离，并记录接收到基站设备广播的“hello”数据包的时间，所述的“hello”数据包还包括由基站设备设定的各传感器节点接收“hello”数据包的理论时间；

(2)传感器节点随机生成概率ξ_i，当ξ_i满足下列判定条件时，该传感器节点成为工作节点并立刻加入工作节点集，否则该传感器节点成为睡眠节点：

式中，ξ_m为设定的概率阈值，η_i为传感器节点i成为主要簇头的轮数，η为设定的轮数阈值，Ω(η_i-η)为设定的判断取值函数，当η_i-η>0时，Ω(η_i-η)＝0，当η_i-η≤0时，Ω(η_i-η)＝1；E_i为传感器节点i的当前剩余能量，E_min为设定的最小能量阈值；

(3)工作节点向工作节点集中的其余工作节点广播节点信息，其中节点信息包括自身ID号；

(4)当工作节点接收到其余工作节点的节点信息后，若工作节点α位于工作节点β的感知范围内，则工作节点α加入到工作节点β的邻居节点集中；

(5)工作节点的邻居节点集中，优选值最大的工作节点当选为主要簇头并向其余传感器节点广播当选信息，未当选主要簇头的工作节点成为成员节点并加入到最近的主要簇头；

(6)睡眠节点接收到所述的广播当选信息后被激活，并加入到最近的主要簇头，分簇完成后，主要簇头在其剩余能量大于E_min的成员节点中选择距离最近的成员节点作为次要簇头。