[发明专利]海洋有机污染物信息采集系统

权利要求书

1.海洋有机污染物信息采集系统，其特征是，包括数据采集装置和分析预警装置，数据采集装置用于采集待监测海洋区域的有机污染物浓度数据；分析预警装置用于根据有机污染物浓度数据分析待监测海洋区域的污染严重程度，并根据污染严重程度发出预警信号；所述数据采集装置包括汇聚节点和多个传感器节点，汇聚节点和传感器节点通过自组织方式构建分簇型结构的无线传感器网络，其中根据低功耗自适应集簇分层型协议对传感器节点进行分簇并选取簇头；簇头主要用于收集簇内传感器节点采集的有机污染物浓度数据并发送至汇聚节点；汇聚节点主要用于将各簇头发送的有机污染物浓度数据汇总发送至分析预警装置。

2.根据权利要求1所述的海洋有机污染物信息采集系统，其特征是，所述传感器节点包括用于监测待监测海洋区域的有机污染物浓度的传感器和用于将传感器信号转换为对应的有机污染物浓度数据的信号适配器，所述信号适配器与传感器连接；所述传感器节点还包括用于控制采集频率的控制器，所述控制器与传感器连接。

3.根据权利要求1或2所述的海洋有机污染物信息采集系统，其特征是，所述分析预警装置包括数据分析模块和预警模块，所述数据分析模块用于根据有机污染物浓度数据分析待监测海洋区域的污染严重程度，并输出污染严重程度分析结果；所述预警模块在待监测海洋区域的污染严重程度超过设定的阈值时发出预警信号。

4.根据权利要求3所述的海洋有机污染物信息采集系统，其特征是，所述数据分析模块包括阈值预设单元和判断单元；阈值预设单元用于预设各有机污染物浓度的安全阈值；判断单元用于将有机污染物浓度数据与相应的安全阈值进行比较，在有机污染物浓度数据超出相应的安全阈值时，判断该有机污染物浓度数据异常，并根据异常的有机污染物浓度数据数量确定待监测海洋区域的污染严重程度。

5.根据权利要求1所述的海洋有机污染物信息采集系统，其特征是，在链路构建阶段，根据传感器节点的位置和当前剩余能量在簇头的通信范围内选择2个传感器节点作为该簇头所在簇的中继节点，并确定传感器节点到所在簇中每个中继节点的最优路径；在数据发送阶段，传感器节点选择其中一个中继节点作为接收所述需要发送的有机污染物浓度数据的目的节点，进而沿着与目的节点对应的最优路径将需要发送的有机污染物浓度数据发送出去；中继节点接收各传感器节点发送的有机污染物浓度数据，将接收的有机污染物浓度数据和自身采集的有机污染物浓度数据一并发送至簇头。

6.根据权利要求5所述的海洋有机污染物信息采集系统，其特征是，根据传感器节点的位置和当前剩余能量在簇头的通信范围内选择2个传感器节点作为该簇头所在簇的中继节点，包括：

(1)对任意簇头c_i，定义簇头c_i通信范围内所有传感器节点为该簇头c_i的邻居节点，获取簇头c_i的各邻居节点的位置信息和当前剩余能量信息；

(2)根据邻居节点的位置信息和当前剩余能量信息，计算各邻居节点的第一权重：

式中，W_j¹表示簇头c_i的第j个邻居节点的第一权重，d(c_i，j)表示簇头c_i与其第j个邻居节点之间的距离，d(c_i，k)表示簇头c_i与其第k个邻居节点之间的距离，表示簇头c_i的邻居节点数量；e_j为所述第j个邻居节点的当前剩余能量，e_min为设定的最小能量值；

(3)选取第一权重最大的邻居节点作为簇头c_i的第一中继节点，计算除第一中继节点外的其余邻居节点的第二权重：

式中，W_ρ²表示除第一中继节点外的第ρ个邻居节点的第二权重，W_ρ¹表示除第一中继节点外的第ρ个邻居节点的第一权重；c_i¹表示选取的簇头c_i的第一中继节点，d(c_i¹，ρ)为所述第ρ个邻居节点与第一中继节点c_i¹的距离，为除第一中继节点外的其余邻居节点与c_i¹的距离之和；

(4)选取第二权重最大的邻居节点作为簇头c_i的第二中继节点。