[发明专利]一种基于云计算的数据采集系统

权利要求书

1.一种基于云计算的数据采集系统，其特征是，包括收发节点模块、数据采集模块、通信管理模块和云端服务器，所述收发节点模块与所述数据采集模块连接，所述收发节点模块经由所述通信管理模块与云端服务器连接；所述收发节点模块包括接收器和发送器，所述接收器与所述发送器连接；所述接收器与所述数据采集模块连接，所述发送器与所述通信管理模块连接；所述数据采集模块包括汇聚节点和多个部署于设定数据采集区域的传感器节点，传感器节点采集的数据发送至汇聚节点，汇聚节点将接收的数据发送至所述接收器；

网络初始化时，传感器节点之间通过信息交互获取邻居节点信息，构建邻居节点集，其中所述邻居节点为位于传感器节点的通信范围内的其他传感器节点；在数据传输阶段，传感器节点根据自身的当前剩余能量选择直接或者间接发送的方式，将所采集的数据发送至汇聚节点，具体为：

(1)传感器节点按照设定的第一周期周期性地判断自身的当前剩余能量是否满足下列能量条件：

式中，E_i为传感器节点i的当前剩余能量，E_io为传感器节点i的初始能量，E_min为预设的能量下限，D(i，S)为传感器节点i到汇聚节点的距离，S_i为传感器节点i的当前通信距离，θ为预设的基于能量的衰减因子，θ的取值范围为[0.8，0.9]；

(2)若传感器节点的当前剩余能量满足能量条件，传感器节点直接将采集的数据发送至汇聚节点；若传感器节点的当前剩余能量不满足能量条件，传感器节点在其邻居节点集中选择一个邻居节点作为下一跳节点，将所述采集的数据发送至下一跳节点；

传感器节点在其邻居节点集中选择一个邻居节点作为下一跳节点，包括：

(1)传感器节点将相对于其距离汇聚节点更近的邻居节点作为备选节点，构建备选节点集，并为每个备选节点分配初始优先级；

(2)传感器节点按照设定的第二周期周期性地获取其备选节点集中各备选节点的信息，并根据该信息更新各备选节点的优先级：

式中，Q_ij0为传感器节点i的备选节点j的初始优先级，Q_ij为传感器节点i的备选节点j的当前优先级，λ为预设的优先级更新系数，λ的取值范围为[0.8，0.9]；N_i为传感器节点i的邻居节点数量，N_j为所述备选节点j的邻居节点数，N_i∩N_j为传感器节点i与备选节点j所拥有的共同邻居节点的数量，h_j为所述备选节点j的当前缓存空间，H_j为所述备选节点j的初始缓存空间，E_j为所述备选节点j的当前剩余能量，E_j0为所述备选节点j的初始能量，α₁为预设的基于社会相似度的权重系数，α₂为预设的基于剩余资源比的权重系数，β₁、β₂为资源比率的权重因子，它是根据节点对当前资源的使用状态，满足β₁+β₂＝1；

(3)传感器节点在备选节点集中选择当前优先级最大的备选节点作为下一跳节点。

2.根据权利要求1所述的一种基于云计算的数据采集系统，其特征是，所述初始优先级按照下列公式确定：

式中，Q_ij0为传感器节点i的备选节点j的初始优先级，D(i，j)为传感器节点i到备选节点j的距离，D(j，S)为所述备选节点j到汇聚节点的距离，D(i，k)为传感器节点i到其第k个备选节点的距离，D(k，S)为所述第k个备选节点到汇聚节点的距离，n_i为传感器节点i的备选节点集中的备选节点数量。

3.根据权利要求2所述的一种基于云计算的数据采集系统，其特征是，所述通信管理模块包括电源系统，所述电源系统包括电源管理芯片和电源功率控制模块；所述电源功率控制模块包括POE功率变压器和光电耦合器，所述电源管理芯片的输出端与所述POE功率变压器输入端连接；所述光电耦合器的输出端与所述电源管理芯片的反馈端连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于云计算的数据采集系统，其特征是，所述数据采集系统还包括显示器；所述显示器与所述数据采集模块、收发节点模块连接；所述显示器用于，呈现所述数据采集模块采集的数据，和/或，呈现云端服务器根据所述数据采集模块采集的数据分析的结果。