[发明专利]工业装备及环境监控的WSN信息感知系统及方法

权利要求书

1.一种用于工业装备及环境监控的WSN信息感知方法，其特征在于，基于工业装备及环境监控的WSN信息感知系统，该系统包括无线采集器，分布在监测现场环境中，用于获取和存储工业装备或环境的传感数据，并将获取的传感数据通过自组网发送到无线网关；无线控制器，用于接收无线网关传来的控制指令、按照控制指令对开关型执行设备进行控制、并反馈执行设备的状态信息给无线网关，同时转发无线采集器的传感数据到无线网关；无线网关，用于系统自组网中的数据交换和路由选择、将基站传来的控制指令发送给无线控制器，同时作为底层无线传感器网络的汇聚节点、负责接收无线采集器通过自组网传来的传感数据以及无线控制器反馈回来的状态信息无线发送到基站；基站，设置在工业现场的监控室内，通过串口与本地监控终端相连，作为无线传感器网络和本地监控终端的连接点，基站下行接收无线网关传来的工业装备或环境的传感数据和状态信息，将其经过分析、处理、配置后，上行通过串口发往本地监控终端，并将本地监控终端下达的控制指令发送到无线网关；本地监控终端，接收基站上传的传感数据和状态信息，存储、显示采集到的传感数据，工作人员根据本地监控终端显示的传感数据决定相应执行设备的开/关操作，并由本地监控终端发送控制指令到基站；

包括如下步骤：

第1步：无线采集器、无线控制器、无线网关和基站上电初始化；将无线网关设置为底层无线传感器网络的汇聚节点，基站发出系统预启动数据包给无线网关、基站保持侦听状态，无线网关保持侦听状态、将自身到汇聚节点的跳数h_s0设置为0，无线采集器保持侦听状态、将自身到汇聚节点的跳数h_s设置为0，无线控制器采集执行设备的状态信息，发送至无线网关、保持侦听状态；

第2步：无线网关若未收到系统预启动数据包则继续保持侦听状态；若收到系统预启动数据包，则广播路由更新消息包，并开启路由更新定时器Timer1，路由更新定时器Timer1时间到后，无线网关广播路由更新消息包；无线控制器收到来自无线网关的更新消息包后，将跳数H_s加1后广播该消息包；无线采集器接收到更新消息包后，则根据消息包中的传输控制字段TControl决定是否将跳数H_s加1后继续广播消息包，并按照路由协议规则更新自己的跳数h_s及邻居表信息；若路由更新定时器Timer1时间未到，则无线网关继续保持侦听状态；

第3步：路由更新过程结束后，无线采集器开启数据采集定时器Timer2，周期性地采集传感数据，数据采集定时器Timer2时间到后将传感数据包通过自组网算法发送至无线网关；若数据采集定时器Timer2时间未到，则无线采集器继续保持侦听状态； 若无线采集器接收到其他无线采集器发来的传感数据包，则采用自组网算法转发该传感数据包到无线网关；

第4步：若无线网关收到无线采集器或无线控制器发送来的传感数据包或者无线控制器发送的状态信息包、则发送至基站，若无线网关收到基站发来的控制指令、则将控制指令发送到无线控制器；

第5步：若无线控制器收到无线网关发送来的控制指令，则按照控制指令中的要求对相应的执行设备进行开关控制，开启定时器Timer3，无线控制器的定时器Timer3时间到后，采集执行设备的状态并将其封装进状态信息包发送到无线网关；无线控制器若收到无线采集器发来的传感数据包，则将其转发到无线网关；

第6步：若基站接收到无线网关发送来的传感数据包或状态信息包，则将其进行一定处理后发送到本地监控终端；若基站接收到本地监控终端传来的控制指令，则将其发送到无线网关；

第7步：若本地监控终端接收到基站的传感数据包，则存储传感数据包中的监测数据并显示该监测数据，工作人员根据显示的各组数据决定如何对相关的执行设备进行控制，发送控制指令；若本地监控终端收到的是状态消息包，则更新页面上显示的执行设备状态。