[发明专利]一种分布式无线传感网络的组网节点模式及其网络节点部署方法

说明书

本发明公开了一种大型土木工程和建筑物等用于倾斜、应变、震动、GNSS定位等状态监测的分布式无线传感网络的组网节点模式及其网络节点部署方法，其包括若干用于采集和现场数据处理的传感器数据采集节点和至少一个用于将现场数据发送到远端的数据库中的数据汇总网关节点；传感器数据采集节点模式包括单控制器采集器节点、双控制器采集器节点和数据采集器直连节点；网络节点部署方法为：三维环境下的基于人工蜂群算法的三维无线网络节点部署方法。本发明采用多节点模式和三维无线网络节点部署方法，利用分布式无线传感器网络对传感器数据采集节点的数据进行采集和存储，并利用数据汇总节点转发汇总到服务器，以得到准确的检测数据和良好的检测结果。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体地说，特别涉及到一种分布式无线传感网络的组网节点模式及其网络节点部署方法。

背景技术

大型土木工程、城市基础设施和建筑物等需要用到测量倾斜、应变、震动、风速、风向、温度、GNSS定位等多种传感器进行状态监测，这些不同类型的传感器分别布设在建筑结构的不同部位，传感器的数据通过数据线或无线传感网络传输到远端电脑或数据库中。通过数据线进行数据传输的监测系统，数据的处理都是在后端的主控电脑中进行，而通过无线传感网络传输的监测系统，由于多种测量数据的关联性，为后续的分析提供便利，往往需要将不同传感器的数据先加以处理和整合，但目前由于不同的传感器是由不同的厂商生产和提供，数据的处理方式各不相同，另外，在进行组网时，数据通讯的配套软硬件兼容性差，不同类型/厂商传感器的数据的整合只能在上传到服务器后进行，而且不同设备的数据上传走了不同的链路后，时延不同，而且不同制造厂家的读数仪时间校准同步也容易出现问题。

目前已有的多传感器测量系统，通常是将多种传感器采集到的数据直接上传到工控机或远端数据库，不进行本地数据的处理，而能进行本地处理的监测系统普遍为单一种类及厂家的传感器数据的测量系统，未见不同厂家的多种类型传感器数据进行现场处理后再进行无线传输的监测系统。

中国专利文献CN201610159392.5公开的“一种基于多传感器的数据采集系统的使用方法与流程”涉及了一种安全改进型多路数据采集系统，包括多个传感器、多个放大器、多个耦合器、多路模拟开关、采样保持模块、A/D转换器、预处理单元、工控机，所述每个传感器分别与对应的放大器连接，所述放大器连接耦合器，所述耦合器连接多路模拟开关，所述多路模拟开关连接采样保持模块，所述采样保持模块连接A/D转换器，所述A/D转换器连接预处理单元，所述预处理单元将数据传输至工控机。然而采用此种方式，多路传感器的传感器数据并不能同时进行传输。

中国专利文献201610861671.6公开的“一种多路传感器数据采集装置以及数据采集和导出方法”提供了一种多路传感器数据采集装置以及数据采集和导出方法，该装置包括：主控芯片；电源模块；数据存储模块；输出串口；3G模块；多路传感器输入接口，各路输入接口均与主控芯片相连，其中，至少一路输入接口通过数据线与温度传感器相连，至少一路输入接口通过数据线与振动传感器相连，至少一路输入接口通过数据线与倾斜角传感器相连，至少一输入接口通过数据线与RFID模块相连；定位模块，通过GPS天线与GPS定位天线相连。但该专利多传感器数据没有进行当地处理，直接进行了数据的传输。

中国专利文献201410301591.6公开的“基于无线通信技术的桥梁应变监测系统及方法”公开了一种基于无线通信技术的桥梁应变监测系统及方法，但该方法是对单一一种应变计传感器进行测量并进行无线传输的系统及方法。

另外现有的无线传感网络部署方法也都存在这各自的不足，例如：