[发明专利]基于无线传感器网络的垃圾填埋场智能监测系统及方法

摘要

本发明提供了一种基于无线传感器网络的垃圾填埋场智能监测系统及方法，系统包括均匀设置在垃圾填埋场中抽气井，在每个抽气井的井口端设置有无线监控终端，垃圾填埋场中的无线监控终端按照5个抽气井组成一簇或7个抽气井组成一簇，依次交替进行网络覆盖，通过分簇自组的方式将一级簇头构成第二层无线传感器网络；各个无线监控终端将对应数据上传到一级簇头中，经过一级簇头压缩感知后发送至二级簇头，经过二级簇头压缩编码后上传至远程服务器；远程服务器将收到的信息进行解压解码后分析出各个抽气井的产气状况。通过设计最佳网络拓扑，保证整个填埋场的全局覆盖，通过两级分簇式布局和两级压缩感知处理，使得监测数据能够实时远程传输。

主权项

1.一种基于无线传感器网络的垃圾填埋场智能监测系统，其特征在于，包括均匀设置在垃圾填埋场中抽气井，相邻最近的三个抽气井按照边长d＝30～50m的等边三角形分布，在每个抽气井的井口端设置有无线监控终端，所述无线监控终端上连接有CO2传感器、O2传感器、CH4传感器、气压传感器以及电动阀，垃圾填埋场中的无线监控终端依次交替按照以下方式构成第一层无线传感器网络：A：以相邻5个抽气井组成一簇，以位于中心的一个抽气井的无线监控终端作为一级簇头，一级簇头到其余四个抽气井的无线监控终端之间的距离为d；B：以相邻7个抽气井组成一簇，以位于中心的一个抽气井的无线监控终端作为一级簇头，一级簇头到其余六个抽气井的无线监控终端之间的距离为d；当通过A、B两种方式依次交替将垃圾填埋场中的所有无线监控终端覆盖完成后，通过分簇自组的方式将一级簇头构成第二层无线传感器网络，选择位于中心的抽气井的簇头为二级簇头，所述二级簇头与远程服务器连接；各个无线监控终端将对应抽气井的CO2传感器、O2传感器、CH4传感器以及气压传感器所检测的数据上传到一级簇头中，经过一级簇头压缩感知后发送至二级簇头，经过二级簇头信号重构后再次进行压缩感知并上传至远程服务器；远程服务器将收到的信息进行解压解码后分析出各个抽气井的产气状况，并经过二级簇头和一级簇头向各个抽气井上的无线监控终端发送阀门开闭指令，无线监控终端收到所述阀门开闭指令后控制该抽气井上的电动阀开闭。