[发明专利]一种基于无线传感器网络的机场环境监控方法

权利要求书

1.一种基于无线传感器网络的机场环境监控方法，其特征在于按照以下步骤进行：

第1步：搭建一个无线传感器网络WSN，所述无线传感器网络WSN由一个网络协调器、N个终端设备以及M个监测节点组成，所述N和M都为大于或等于1的整数，所述M个监测节点布置在机场环境中，用于采集机场环境信息，所述终端设备用于获取所述监测节点所采集的环境信息并将该环境信息上传至所述网络协调器中；

第2步：搭建一个虚拟专用网络VPN，所述虚拟专用网络VPN由监控中心、安防系统以及至少一个手持设备构成，所述监控中心、安防系统以及任意一个手持设备上均设置有通用无线分组业务GPRS模块，所述GPRS模块上安装有APN接入卡，该APN接入卡用于实现所述监控中心、安防系统以及任意一个手持设备之间的实时数据传输；

第3步：所述网络协调器按照默认方式向所述无线传感器网络WSN内广播第一种MAC层帧格式MAC1，所述无线传感器网络WSN内的终端设备和监测节点接收到所述第一种MAC层帧格式MAC1后，按照时分多址TDMA无线信道接入方式上传所述环境信息给所述网络协调器，所述网络协调器按照GPRS协议将所获取的环境信进行封装组帧，最后将封装成的GPRS数据帧传送给所述监控中心；

第4步：所述监控中心接收并存储所述网络协调器上传的GPRS数据帧，解析并获取所述GPRS数据帧中的有效环境信息，调用系统预设的事件触发值与所述有效环境信息进行比较，判断机场环境是否安全；

当所述监控中心接收的有效环境信息小于所述系统预设的事件触发值时，监控中心判定机场环境处于安全状态，否则，判定机场环境处于遭受威胁状态；

第5步:当所述监控中心判定出机场环境处于安全状态时，返回所述第4步，所述监控中心继续对所述网络协调器上传的GPRS数据帧进行处理和判断；

当所述监控中心判定出机场环境处于遭受威胁状态时，该监控中心进一步根据威胁发生地点来判断机场环境是处于预警状态还是处于紧急报警状态；

如果机场环境处于预警状态，所述监控中心向所述网络协调器发送第二控制消息，当所述网络协调器接收到所述监控中心发送的第二控制消息时，该网络协调器向所述无线传感器网络WSN内广播第二种MAC层帧格式MAC2，所述无线传感器网络WSN内的终端设备和监测节点接收到所述第二种MAC层帧格式MAC2后，按照时分多址TDMA和载波监听冲突避免CSMA/CA无线信道混合接入方式上传所述环境信息给所述网络协调器；

如果机场环境处于在紧急报警状态时，所述监控中心向所述网络协调器发送第三控制消息，当所述网络协调器接收到所述监控中心发送的第三控制消息时，该网络协调器向所述无线传感器网络WSN内广播第三种MAC层帧格式MAC3，所述无线传感器网络WSN内的终端设备或/和监测节点接收到所述第三种MAC层帧格式MAC3后，按照载波监听冲突避免CSMA/CA无线信道接入方式上传所述环境信息给所述网络协调器； 

第6步：当机场环境处于预警状态或紧急报警状态时，所述监控中心控制所述手持设备和/或所述安防设备采取安全防范动作。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的机场环境监控方法，其特征在于：所述无线传感器网络WSN采用网状网络拓扑结构，所述网络协调器、任意一个终端设备以及任意一个监测节点两两之间至少存在一条通信链路； 

如果所述监测节点与所述网络协调器的通信距离在1跳范围以内，所述监测节点直接传送环境监测数据到所述网络协调器；

如果所述监测节点与所述网络协调器的通信距离在1跳范围以外，所述监测节点通过其它监测节点或终端设备转发所述环境监测数据；

所述终端设备用于构建所述无线传感器网络WSN中的主干路由链路，还用于接收所述监测节点上传的环境监测数据，并将该数据通过所述主干路由链路转发至所述网络协调器中。

3.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的机场环境监控方法，其特征在于：所述监测节点人工布置在需要监测的机场环境内，其布置方式分为埋地式、地面分布式和半空分布式，所述监测节点内部采用至少一种传感器模块，所述传感器模块为温度/湿度传感器、压力传感器、速度/位移/高度传感器、图像/噪音传感器、风向/风速传感器或有害气体/粉尘传感器中的一种或多种组合。