[发明专利]淡水鱼养殖环境管理系统

权利要求书

1.淡水鱼养殖环境管理系统，其特征是，包括远程环境管理终端、环境监测装置和用户终端；所述的环境监测装置、用户终端与远程环境管理终端通信连接；所述的环境监测装置包括汇聚节点和传感器节点，多个传感器节点随机分布在淡水鱼养殖场监控区域内，通过自组织方式构成无线传感器网络；汇聚节点部署于淡水鱼养殖场监控区域外，通过通信网络与远程环境管理终端通信，汇聚传感器节点采集的养殖环境监测数据并发送至远程环境管理终端；所述的远程环境管理终端用于对汇聚节点传送的养殖环境监测数据进行存储、显示，并在水质异常时向用户终端发送报警信号。

2.根据权利要求1所述的淡水鱼养殖环境管理系统，其特征是，传感器节点包括水温传感器、溶解氧浓度传感器、大气压传感器、酸碱值传感器。

3.根据权利要求1或2所述的淡水鱼养殖环境管理系统，其特征是，所述的远程环境管理终端包括存储单元、显示单元、处理单元和异常报警单元，存储单元、显示单元、异常报警单元皆与处理单元通信连接。

4.根据权利要求1所述的淡水鱼养殖环境管理系统，其特征是，无线传感器网络初始化后，汇聚节点获取到传感器节点的相关信息，所述相关信息包括传感器节点间的连接关系、传感器节点的初始能量信息；汇聚节点根据初始能量信息计算传感器节点的平均能量并根据平均能量为各传感器节点分配初始的优先级，并将初始的优先级信息广播至各传感器节点；网络运行期间，汇聚节点周期性地获取各传感器节点的当前剩余能量信息，根据当前剩余能量信息更新各传感器节点的优先级，并将更新的优先级信息广播至各传感器节点；在养殖环境监测数据传输阶段，处于最低优先级的传感器节点只负责采集养殖环境监测数据，而低优先级的传感器节点不帮助相对高优先级的传感器节点转发养殖环境监测数据。

5.根据权利要求4所述的淡水鱼养殖环境管理系统，其特征是，传感器节点与汇聚节点的距离不超过设定的距离下限时，直接将采集的养殖环境监测数据发送至汇聚节点；传感器节点与汇聚节点的距离超过设定的距离下限时，需要通过多跳转发的形式将采集的养殖环境监测数据发送至汇聚节点，此时较低优先级的传感器节点仅在优先级比它高一级的传感器节点中选择下一跳节点。

6.根据权利要求5所述的淡水鱼养殖环境管理系统，其特征是，传感器节点选择下一跳节点时，具体执行：

(1)在接收到汇聚节点广播的优先级信息后，较低优先级的传感器节点将优先级比它高一级的所有传感器节点作为下一跳备选节点；

(2)较低优先级的传感器节点按照下列公式计算其下一跳备选节点的选择概率值，并根据选择概率值由大到小的顺序构建下一跳备选节点列表：

式中，K_ab为较低优先级的传感器节点a的第b个下一跳备选节点的选择概率值；P_ab为链路ab的评价值，当该传感器节点a与其第b个下一跳备选节点互为邻居节点时，P_ab＝1，否则P_ab＝0.8；L_ab为传感器节点a与其第b个下一跳备选节点的距离，E_a为较低优先级的传感器节点a的有效通信半径，f为预设的路径衰减因子；H(L_ab-E_a)为判定取值函数，当L_ab-E_a＞0时，H(L_ab-E_a)＝1，当L_ab-E_a≤0时，H(L_ab-E_a)＝0；

(3)在需要选择下一跳节点转发养殖环境监测数据时，较低优先级的传感器节点从其预先构建的下一跳备选节点列表中，选择排序最前的下一跳备选节点作为下一跳节点。