[发明专利]一种基于无线传感器网络的水质评估系统

权利要求书

1.一种基于无线传感器网络的水质评估系统，其特征是，包括数据采集模块、数据处理模块、数据传输模块和水质评估模块，所述数据采集模块利用传感器节点对监测区域内的水质指标数据进行采集，并将采集得到的指标数据通过无线传感器网络传输至数据处理模块，由数据处理模块对接收到的指标数据进行处理，并对无线传感器网络中各个簇内的水质指标数据进行融合，所述融合结果通过数据传输模块传输至水质评估模块，由水质评估模块根据各个簇的融合结果对监测区域内的水质情况进行综合评估。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的水质评估系统，其特征是，所述数据采集模块采用一种基于LEACH算法的路由协议对网络中的传感器节点进行分簇，其采用一种改进的簇头选举方法进行簇头的选择，定义门限值为T(n),则T(n)的计算公式为：

式中，P(i)为当前轮传感器节点i被选为簇头的百分比，p为初始时传感器网络中簇头数与总的传感器节点数的百分比，r为当前的轮数，d_i为当前轮传感器节点i距离sink节点的距离，D_O为当前轮所有传感器节点到sink节点的距离之和，E_i为当前轮传感器节点i的剩余能量，E_O为当前轮所有传感器节点剩余的总能量。

3.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的水质评估系统，其特征是，所述数据处理模块包括权重计算单元和数据融合单元，所述权重计算单元用于根据传感器节点采集得到的水质指标数据计算各水质指标的权重，所述数据融合单元用于对传感器网络中各个簇内的指标数据进行融合。

4.根据权利要求3所述的一种基于无线传感器网络的水质评估系统，其特征是，所述权重计算单元用于根据传感器节点采集得到的水质指标数据计算各水质指标的权重，定义传感器网络中簇的个数为n，采集的水质指标种类为m，则c_ij为第i个簇内水质指标j的测量值，对水质指标j的权重进行计算，具体为：

a.计算水质指标j的权重w_j1，则权重w_j1的计算公式为：

式中，为水质指标j的测量值的平均值，v_j为水质指标j的变异系数，n为传感器网络中簇的个数，m为采集的水质指标的种类；

b.计算水质指标j的权重w_j2，则权重w_j2的计算公式为：

式中，c_j为水质指标j的测量值，S_j为水质指标j的水质标准值的算术平均值，m为采集的水质指标的种类；

c.根据上述计算所得的权重w_j1和w_j2，计算水质指标j的综合权重ρ_j，则综合权重ρ_j的计算公式为：

式中，m为采集的水质指标的种类，w_j1和w_j2为上述计算所得的水质指标j的权重。