[发明专利]基于无线传感器网络的水库安全监测系统

权利要求书

1.基于无线传感器网络的水库安全监测系统，其特征是，包括水库安全测控中心、水库安全无线传感器网络监测模块和用户智能终端；所述的水库安全无线传感器网络监测模块、用户智能终端与水库安全测控中心通信连接；所述的水库安全无线传感器网络监测模块用于基于无线传感器网络对水库进行监测，采集水库安全状态数据并发送至水库安全测控中心；所述的水库安全测控中心用于对水库安全状态数据进行分析处理，并在水库安全状态异常时向用户智能终端发送报警信号。

2.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的水库安全监测系统，其特征是，所述的水库安全测控中心在水库安全状态数据不满足设定的阈值时判定水库安全状态为异常。

3.根据权利要求2所述的基于无线传感器网络的水库安全监测系统，其特征是，所述水库安全测控中心包括依次连接的水库安全状态数据存储模块、水库安全状态数据分析模块、异常报警模块，还包括水库安全状态数据显示模块，水库安全状态数据显示模块与水库安全状态数据存储模块、水库安全状态数据分析模块连接。

4.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的水库安全监测系统，其特征是，所述的水库安全无线传感器网络监测模块包括水库安全状态监测节点、汇聚节点，水库安全状态监测节点随机部署于设定的水库监测区域中，水库安全状态监测节点用于采集水库安全状态数据，并将采集的水库安全状态数据发送至汇聚节点，汇聚节点用于对水库安全状态监测节点发送的水库安全状态数据进行收集和融合，最后发送至水库安全测控中心。

5.根据权利要求4所述的基于无线传感器网络的水库安全监测系统，其特征是，若水库安全状态监测节点为汇聚节点的一跳邻居节点时，其直接将水库安全状态数据发送至汇聚节点；若水库安全状态监测节点为汇聚节点的非一跳邻居节点，其从其邻居节点中选择中继转发节点辅助发送水库安全状态数据至汇聚节点，具体执行：

(1)水库安全状态监测节点确定其各邻居节点充当中继转发节点的能力值，能力值的计算公式为：

D(Rij)=θ(fQRiQRijQRi2+QRij2)2+(1-θ)1niΣj=1ni1S(Rij,Ri)]]>

式中，R_ij表示水库安全状态监测节点R_i的第j个邻居节点，D(R_ij)表示R_ij充当中继转发节点的能力值，为链路R_i,R_ij之间水库安全状态监测节点R_i的接收信号强度指示值，表示链路R_i,R_ij之间R_ij的接收信号强度指示值，S(R_ij,R_i)表示R_i,R_ij之间的欧氏距离，n_i为水库安全状态监测节点R_i包含的邻居节点数目，θ为设定的权重系数；

(2)按照能量值由大到小的顺序对各邻居节点进行排列，形成备选中继转发节点列表，水库安全状态监测节点从其备选中继转发节点列表中选择优选值最大的作为中继转发节点，进而将水库安全状态数据通过中继转发节点辅助发送至汇聚节点。

6.根据权利要求5所述的基于无线传感器网络的水库安全监测系统，其特征是，若选择的中继转发节点满足下列更新判定条件，则水库安全状态监测节点在其备选中继转发节点列表里剩余的邻居节点中选择优选值最大的更替该中继转发节点：

Σb=1na[URabURab0·2QRaQRab/(QRa2+QRab2)maxc=1,...,na-1[QRa′QRac/(QRa′2+QRac2)]+minc=1,...,na-1[QRa′QRac/(QRa′2+QRac2)]]<Ut]]> 1

式中，R_ab表示中继转发节点R_a的第b个邻居节点，分别表示R_ab的当前剩余能量、初始能量，为链路R_a,R_ab之间R_a的接收信号强度指示值，为链路R_a,R_ab之间R_ab的接收信号强度指示值，R_ac表示中继转发节点R_a的除R_ab外的第c个邻居节点，为链路R_a,R_ac之间R_a的接收信号强度指示值，为链路R_a,R_ac之间R_ac的接收信号强度指示值，n_a为中继转发节点R_a的邻居节点数目，U_t为设定的能量阈值。