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专利号: 2018110530002
申请人: 广州市花林景观工程有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-03-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.淡水鱼养殖区域的水质健康智能监测系统,其特征是,包括水质监测终端、感知子系统和智能终端;所述的感知子系统、智能终端与水质监测终端通信连接;所述的感知子系统包括单个基站、单个汇聚节点和多个传感器节点,多个传感器节点随机分布在淡水鱼养殖场监控区域内,与汇聚节点、基站通过自组织方式构成无线传感器网络;基站部署于淡水鱼养殖场监控区域外,通过通信网络与水质监测终端通信,传感器节点采集水质监测数据并发送至汇聚节点,由汇聚节点汇聚水质监测数据至基站,基站将接收的水质监测数据发送至水质监测终端;所述的水质监测终端用于对基站传送的水质监测数据进行存储、显示,并在水质异常时向智能终端发送报警信号。2.根据权利要求1所述的淡水鱼养殖区域的水质健康智能监测系统,其特征是,传感器节点包括水温传感器、溶解氧浓度传感器、大气压传感器、酸碱值传感器。3.根据权利要求1或2所述的淡水鱼养殖区域的水质健康智能监测系统,其特征是,所述的水质监测终端包括存储单元、显示单元、处理单元和报警单元,存储单元、显示单元、报警单元皆与处理单元通信连接。4.根据权利要求1所述的淡水鱼养殖区域的水质健康智能监测系统,其特征是,网络初始化时,将传感器节点划分为多个簇组,并从每个簇组中选取一个簇头,其中在每一轮通信开始之前都要对簇头重新进行选择;传感器节点采集所监测位置的水质监测数据,并将水质监测数据单跳发送至对应的簇头;簇头负责簇内水质监测数据的接收和处理,并将处理后的水质监测数据发送至汇聚节点;传感器节点发送能耗采用自由空间损耗模型,而簇头与汇聚节点之间进行通信时采用多径衰减模型;所述的将传感器节点划分为多个簇组,包括:(1)将设定的监测区域平均划分为e个子区域;(2)按照下列公式计算每个子区域的重心位置,选择距离重心位置最近的传感器节点作为簇组中心:式中,Bi表示第i个子区域的重心位置,i=1,...,e,x(j)表示所述第i个子区域中第j个传感器节点所在位置的横坐标,y(j)为所述第j个传感器节点所在位置的纵坐标,其中以汇聚节点为坐标原点,hi为所述第i个子区域具有的传感器节点个数;(3)基于选择好的e个簇组中心,对所有传感器节点进行分簇,各传感器节点加入到距离最近的簇组中心对应的簇组内,从而完成簇组的初始化。5.根据权利要求4所述的淡水鱼养殖区域的水质健康智能监测系统,其特征是,按照下列公式确定e:式中,p1为基于自由空间损耗模型的功放能耗系数,p2为基于多径衰减模型的功放能耗系数,H为部署的传感器节点个数,L为所述监测区域的面积,Zo,min为传感器节点到汇聚节点

的最小距离,Zo,max为传感器节点到汇聚节点的最大距离,v;int为取整函数。6.根据权利要求1所述的淡水鱼养殖区域的水质健康智能监测系统,其特征是,汇聚节点定期获取每个传感器节点的能量信息,并根据能量信息检测每个簇组是否满足能量警告条件,若存在簇组满足能量警告条件,汇聚节点向该簇组对应的簇头发送分簇指令,所述分簇指令包括该簇组的传感器节点平均能量Gavg;该对应的簇头接收到分簇指令后,在其簇内的剩余能量大于Gavg的传感器节点中选择相距最远的传感器节点作为另一簇头,簇内的其余传感器节点在簇组的两个簇头中重新选择距离最近的簇头加入,从而该簇组被划分为两个簇组;所述能量警告条件设定为:式中,Gα表示簇组β中的第α个传感器节点,hβ为所述簇组β中的传感器节点数量,Gmax为所述最大能耗阈值。