[发明专利]多参量光纤光栅无线传感器网络

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线传感器网络。特别是涉及一种基于光纤光栅传感的应用于对于多种参量的智能感知及网络组织与数据分析的多参量光纤光栅无线传感器网络。

背景技术

光纤光栅是一种新型的光子器件，它是在光纤中建立起的一种空间周期性的折射率分布，可以改变和控制光在光纤中的传播行为。在单模光纤上写制布拉格光栅，由于均匀的折射率分布，其反射谱具有一个满足布喇格条件的反射峰，反射峰的波长与栅格间距和折射率调制深度成正比。当光纤光栅受到轴向力或位移时，其栅格周期将发生变化，进而引起光纤光栅反射峰的漂移。因此可以通过检测光纤光栅反射波长的漂移量计算出光栅所受到的轴向力及位移。而无线传感器网络是由大量传感器节点通过无线通信技术自组织构成的网络。它能够实现数据的采集量化、处理融合和传输应用。它是由部署在监测区域内大量的传感器节点组成，通过无线通信的方式形成一个多跳的自组织的网络系统，从而协作的感知、采集和处理网络覆盖区域的监测信息，并发送给观察者。无线传感网络是集分布式信息采集、信息传输和信息处理技术于一体的网络信息系统，以其低成本、微型化、低功耗和灵活的组网方式、铺设方式以及适合移动目标等特点受到广泛重视，是关系国民经济发展和国家安全的重要技术，被公认为未来改变人们生活的十大技术之首。

目前，尚未有将光纤光栅与无线传感器网络相结合的传感器网络。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种将光纤光栅传感技术与无线传感器网络技术相结合，通过无线网络，使各传感器构成传感网络，完成互通信息，互相协作，完成数据提取、分析、决策等功能的多参量光纤光栅无线传感器网络。

本发明所采用的技术方案是：一种多参量光纤光栅无线传感器网络，包括有多数个无线传感器节点，由多数个无线传感器节点之间通过无线方式进行网络构建及自组织的汇聚节点，接收由汇聚节点发送的无线传感器节点的数据并将所接收到的数据进行打包的近程终端，以及接收近程终端所传送的打包数据的1个或1个以上的远程终端。

所述的各无线传感器节点是通过射频或微波或GPRS或SMS的通信方式进行通信。

所述的各无线传感器节点之间是通过无线方式构成网络，采用路由算法，将各无线传感器节点的数据汇总到近程终端。

所述的近程终端是采用路由算法，将各无线传感器节点的汇总数据打包后传送到远程终端。

所述的近程终端与远程终端之间采用无线或GPRS或INTERNET的通信方式。

所述的无线传感器节点包括有：光纤光栅，与光纤光栅的一端相连的光纤分路器，与光纤分路器的另一端分别通过单模光纤相连接的光源和光电检测装置，与光电检测装置的输出端相连接的波长解调装置，与波长解调装置的输出端相连接的数据处理及无线发射部分。

所述的光纤光栅是能由应变引起光谱变化的光学器件，即为布喇格光纤光栅或长周期光纤光栅或光纤FP腔或光纤干涉器件。

所述的光纤光栅可根据不同的测量要求进行相对应的封装，构成测量多种物理量的传感探头。

所述的光纤光栅采用串联或并联或串并混联的连接方式。

所述的光源是宽带光源或可调谐光源。

本发明的多参量光纤光栅无线传感器网络，将光纤光栅传感技术与无线传感器网络技术相结合，在保持光纤光栅传感器灵敏度高、抗干扰等特点的同时，通过采用新型解调技术，可以制作出模块化、低成本的光纤光栅无线传感器模块。通过无线网络，使各传感器构成传感网络，完成互通信息，互相协作，完成数据提取、分析、决策等功能。为光纤光栅传感器的应用开辟一个新的领域，使之在保持原有优良特性的基础上，能更加灵活方便地组成大规模传感网络系统。为各种复杂、恶劣的环境下的安全、健康监测提供新的方法和手段。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的无线传感器节点的结构图。

其中：

1：无线传感器节点    2：汇聚节点

3：近程终端          4：远程终端

6：光源              7：光纤分路器

8：光纤光栅          9：光电检测装置

10：波长解调装置     11：无线发射部分

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的多参量光纤光栅无线传感器网络做出详细说明。