[发明专利]一种基于无线传感器网络的机场环境监控方法

摘要

本发明公开了一种基于无线传感器网络的机场环境监控方法，通过搭建一个无线传感器网络和一个专用虚拟网络来实现机场环境的实时监控和预警处理，无线传感器网络由网络协调器、终端设备和监测节点构成，专用虚拟网络由监控中心、手持设备和安防系统构成，其显著效果是：监控中心采用虚拟专用网，利于数据信息的保密性和安全性，无线传感器网络在不同情况下采用不同的无线信道接入机制，保证了紧急情况下监测节点实时向监控中心汇报有效环境信息，无线传感器网络与虚拟专业网络之间采用GPRS协议，扩大了数据传送距离，监控中心能够对上传的环境信息进行实时判断和预警处理，增强了机场安防体系的智能性和完善性，可准确而实时的制止事故发生。

主权项

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。