[发明专利]一种基于云计算和WSN技术的燃气管网智能监测系统

权利要求书

1.一种基于云计算和WSN技术的燃气管网智能监测系统，其特征是，包括传感监测装置、云计算服务器、监控中心；所述传感监测装置与云计算服务器的输入端连接，监控中心与云计算服务器的输出端连接；所述传感监测装置包括基站和多个负责采集燃气管网传感数据的传感器节点，其中传感器节点将采集的燃气管网传感数据通过多跳方式发给基站的中央中央处理器，由中央中央处理器对传感器节点发送的燃气管网传感数据进行汇聚处理，并经中央中央处理器将燃气管网传感数据发送给云计算服务器。

2.根据权利要求1所述的一种基于云计算和WSN技术的燃气管网智能监测系统，其特征是，所述监控中心包括中央处理器、微处理器、预警等级判定模块、报警装置、反馈模块，所述中央处理器的输出端与云计算服务器的输入端连接，所述云计算服务器的输出端通过反馈模块与微处理器的输入端电连接，所述微处理器的输出端电连接预警等级判定模块的输入端，且所述预警等级判定模块的输出端与中央处理器的输入端电连接，所述中央处理器的输出端与报警装置的输入端电连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于云计算和WSN技术的燃气管网智能监测系统，其特征是，传感器节点包括压力传感器、气体传感器、水位传感器的一种或多种。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于云计算和WSN技术的燃气管网智能监测系统，其特征是，各传感器节点通过分簇路由协议划分成多个簇，从而构建分簇的无线传感器网络，其中每个簇包括一个主要簇头和一个次要簇头，主要簇头用于聚合簇内传感器节点采集的燃气管网传感数据，次要簇头用于接收主要簇头发送的聚合的燃气管网传感数据，并将接收的聚合的燃气管网传感数据通过多跳路由的方式发送至基站。

5.根据权利要求4所述的一种基于云计算和WSN技术的燃气管网智能监测系统，其特征是，所述的分簇路由协议包括：

(1)燃气管网监测区域内部署的每个传感器节点接收基站广播的“hello”数据包，确定自身到基站的距离，并记录收到该“hello”数据包的实际信号强度，所述“hello”数据包包括由基站设定的各传感器节点接收“hello”数据包的理论信号强度；

(2)传感器节点随机生成概率G_i，若概率G_i小于设定的概率阈值G，则该传感器节点成为工作节点并立刻加入工作节点集；若概率G_i不大于设定的概率阈值G，则该传感器节点成为睡眠节点；

(3)工作节点确定自身的当前感知半径，并向工作节点集中的其余工作节点广播节点信息，其中节点信息包括自身ID号、当前感知半径；

(4)当工作节点接收到其余工作节点的节点信息后，若工作节点α位于工作节点β的感知范围内，则工作节点α加入到工作节点β的邻居节点集中；

(5)工作节点的邻居节点集中，优选值最大的工作节点当选为主要簇头并向其余传感器节点广播当选信息，未当选主要簇头的工作节点成为成员节点并加入到最近的主要簇头；

其中，优选值的计算公式为：

式中，Y_j表示工作节点j的优选值，E_j为工作节点j的当前剩余能量，E_j0为工作节点j的初始能量，R_j为工作节点j的当前感知半径，D(j,sink)为工作节点j到基站的距离；U_j为工作节点j收到基站“hello”数据包的实际信号强度，为由基站设定的工作节点j接收“hello”数据包的理论信号强度，为设定的取值函数，当时，当时，λ₁、λ₂为设定的权重系数，且λ₁+λ₂＝1；

(6)睡眠节点接收到所述的广播当选信息后被激活，并加入到最近的主要簇头，分簇完成后，主要簇头在其簇中选择一个传感器节点作为次要簇头。

6.根据权利要求5所述的一种基于云计算和WSN技术的燃气管网智能监测系统，其特征是，当次要簇头的当前剩余能量低于设定的最低能量值时，次要簇头在其簇中重新确定一个传感器节点作为次要簇头。