[发明专利]海洋气象信息智能采集与实时播报系统

权利要求书

1.海洋气象信息智能采集与实时播报系统，其特征是，包括信息感知子系统、设置于气象监测站的信息处理设备、用户终端；信息感知子系统用于采集海洋监测区域内的气象信息，信息感知子系统包括由汇聚节点和多个部署于该监测区域内的传感器节点构建的无线传感器网络，网络初始化时，从传感器节点中选取簇头，并根据选取的簇头将传感器节点分为多个簇；传感器节点采集所监测位置的气象信息，并将气象信息单跳发送至对应的簇头；簇头负责簇内气象信息的接收和处理，并将处理后的气象信息发送至汇聚节点进而由汇聚节点将接收的气象信息发送至所述信息处理设备；所述信息处理设备与多个用户终端连接，以将接收到的气象信息广播至所述多个用户终端。

2.根据权利要求1所述的海洋气象信息智能采集与实时播报系统，其特征是，传感器节点设有传感器模块，传感器模块包括温度传感器、海流测量仪、压力测试仪、声学式测试仪和太阳辐射传感器中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的海洋气象信息智能采集与实时播报系统，其特征是，所述信息处理设备包括用于存储各传感器节点采集的气象信息的存储模块、用于显示各传感器节点采集的气象信息的信息发布模块，以及用于将气象信息广播至所述多个用户终端的广播模块。

4.根据权利要求3所述的海洋气象信息智能采集与实时播报系统，其特征是，所述信息处理设备还包括分析预警模块，用于对气象信息进行分析，在气象信息不符合设定的阈值条件时输出报警信息。

5.根据权利要求1所述的海洋气象信息智能采集与实时播报系统，其特征是，当簇头的剩余能量低于预设能量阈值时，簇头在其簇内的传感器节点中选择新簇头，具体为：簇头计算其簇内传感器节点担任新簇头的概率，并选择最大概率和次大概率对应的传感器节点作为备选节点；簇头在选取到的2个备选节点中选择一个备选节点作为新簇头，而原簇头转变自己的角色为簇内的传感器节点；

其中，设定概率的计算公式为：

式中，Ω_mp表示簇头m对应簇内的传感器节点p担任新簇头的概率，U_m为所述簇头m对应簇内的传感器节点数量，n_m为所述簇头m对应簇内已担任过簇头的传感器节点数量；Y(p)为判断取值函数，当所述传感器节点p担任过簇头时，Y(p)＝0，当所述传感器节点p未担任过簇头时，Y(p)＝1；W_p为所述传感器节点p的当前剩余能量，W_q为所述簇头m对应簇内第q个传感器节点的当前剩余能量，W_p0为所述传感器节点p的初始能量；a₁、a₂为预设的权重系数。

6.根据权利要求5所述的海洋气象信息智能采集与实时播报系统，其特征是，簇头在选取到的2个备选节点中选择一个备选节点作为新簇头，包括：

(1)对于选取到的2个备选节点，按照下列公式预测备选节点担任新簇头后的总能耗：

式中，为预测的第z个备选节点担任新簇头后的总能耗，z＝1,2，G_z为第z个备选节点所在簇内的传感器节点数量，W₀为设定的簇头接收和处理单位气象信息的能耗，B_z,o为所述第z个备选节点到汇聚节点的距离，W_e为电路能耗参数，L₁为基于自由空间损耗模型的功放能耗系数，L₂为基于多径衰减模型的功放能耗系数，B_d,z为第z个备选节点所在簇内的第d个传感器节点到所述第z个备选节点的距离；

(2)选取总能耗最小对应的备选节点作为新簇头。