[发明专利]一种基于WSN的水质监测系统

说明书

本发明公开了一种基于WSN的水质监测系统，涉及无线传感技术领域，系统包括监测传感器节点、云服务器和监控中心，多个监测传感器节点分为多组分布在待监测的水域中，每组监测传感器节点包括一个中心传感器节点和多个边缘传感器节点，边缘传感器节点通过无源标签接收中心传感器节点辐射的电磁能量并转换为供传感器组使用的电源，边缘传感器节点采集的数据发送到同组的中心传感器节点，处于中心位置的监测传感器节点组的中心传感器节点将所有数据集合起来后发送给云服务器，云服务器将数据发送到监控中心。本发明中的边缘传感器节点在不需要采集数据时不消耗电能，仅中心传感器节点具有电池，故障数量将会非常少，维护方面的投入也会大大减小。

技术领域

本发明涉及无线传感技术领域，特别是涉及一种基于WSN的水质监测系统。

背景技术

水质监测是水文环境工作的重点内容，水质数据能够反映一个区域内的生态情况，因此对于水质数据的及时、准确获取非常重要。

传统的水质监测工作是人工定时采集水体样本，然后现场或者带回实验室进行水质数据的检测。这种方式无疑非常落后，不但效率低下而且投入非常大。

在无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)技术被提出后，水质监测工作变得简单了很多。只需要在待监测的水域布设大量监测传感器节点，对监测传感器节点设定工作参数后，检测传感器节点即可自动检测水质数据并将水质数据上传到指定的设备，做到了远程在线监测，大大提高了监测效率。

但是由于采用WSN技术的水质监测系统需要大量的监测传感器节点，而这些传感器节点如果正常工作则需要足够的能量供应，因此监测传感器节点的电能补充变得十分重要。目前大多数供电方式是采用太阳能发电或风能发电技术为电池供电，电池再为监测传感器节点供电，这种方式确实减小了有线供电方面的投入，但是为每一个监测传感器节点都安装发电设备和电池，则维护成本将会比较高，对于系统的正常工作不利。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于WSN的水质监测系统，可以解决现有技术中存在的问题。

本发明提供了一种基于WSN的水质监测系统，包括监测传感器节点、云服务器和监控中心，所述监测传感器节点的数量为多个，多个所述监测传感器节点分布在待监测的水域中，所述待监测的水域包括多个区块，每个区块中均布置至少一组监测传感器节点；每组所述监测传感器节点包括一个中心传感器节点和多个边缘传感器节点，多组所述监测传感器节点分为一个中心传感器节点组和多个边缘传感器节点组，所述中心传感器节点组处在水域靠近几何中心的位置；

所述中心传感器节点包括电池和通信装置，所述电池为通信装置供电，所述边缘传感器节点包括无源标签和传感器组；当需要采集水体的数据时，所述中心传感器节点的通信装置发射连续的电磁波，一定距离内的边缘传感器节点的无源标签将电磁波转换为电源并启动传感器组进行水体数据的采集，采集得到的数据由所述无源标签发送到中心传感器节点；

所有的监测传感器节点以所述中心传感器节点组的中心传感器节点为中心，所述边缘传感器节点组中的中心传感器节点通过自组织的方式与所述中心传感器节点组的中心传感器节点组网，每组所述监测传感器节点中的边缘传感器节点在采集得到水体的数据后，发送给同组中的中心传感器节点；所述中心传感器节点根据自组织网络将数据发送到所述中心传感器节点组的中心传感器节点，所述中心传感器节点组中的中心传感器节点再将本组中所有边缘传感器节点采集的数据连同边缘传感器节点组中的中心传感器节点发送的数据一起发送给所述云服务器，所述云服务器将数据发送到监控中心。

优选地，所述中心传感器节点为专用的网关设备。

优选地，所述中心传感器节点还包括控制器和传感器组，所述控制器控制通信装置辐射电磁波的同时也启动传感器组采集水体的数据。

优选地，所述控制器为嵌入式处理器，所述通信装置为4G模块，所述控制器通过RS232接口与所述通信装置连接。