[发明专利]一种基于无线传感器网络的电力施工现场信息化监理系统

摘要

本发明提供了一种基于无线传感器网络的电力施工现场信息化监理系统，包括电力施工现场信息采集模块、现场视频监控模块、签到管理模块、信息化监理平台和管理移动终端，所述的电力施工现场信息采集模块、现场视频监控模块、签到管理模块、管理移动终端皆与信息化监理平台连接，其中电力施工现场信息采集模块基于无线传感器网络采集电力施工现场信息，并将电力施工现场信息发送至信息化监理平台。本发明实现了对电力施工现场的信息化监理。

主权项

1.一种基于无线传感器网络的电力施工现场信息化监理系统，其特征是，包括电力施工现场信息采集模块、现场视频监控模块、签到管理模块、信息化监理平台和管理移动终端，所述的电力施工现场信息采集模块、现场视频监控模块、签到管理模块、管理移动终端皆与信息化监理平台连接；电力施工现场信息采集模块基于无线传感器网络采集电力施工现场信息，并将电力施工现场信息发送至信息化监理平台；现场视频监控模块利用监控设备获取电力施工现场视频数据，并发送至信息化监理平台；签到管理模块用于收集现场监理人员的签到信息，并将签到信息整理发送至信息化监理平台；所述的信息化监理平台对接收到的信息或数据进行归类和处理；所述的管理移动终端用于供管理人员实时访问信息化监理平台，了解电力施工现场情况；电力施工现场信息采集模块包括基站和多个部署于设定的电力施工现场监测区域内的传感器节点，所述的传感器节点通过节点竞选分为电力施工现场信息采集节点和簇头节点，其中电力施工现场信息采集节点用于采集电力施工现场信息，簇头节点用于收集簇内电力施工现场信息采集节点发送的电力施工现场信息，还包括基站，该簇头节点将自身采集的电力施工现场信息和收集的电力施工现场信息传递至基站；簇头节点与基站为多跳距离时，在距离基站更近的簇头节点中选择一个作为辅助转发节点，通过辅助转发节点将电力施工现场信息转发至基站，具体包括：(1)确定位于簇头节点通信范围内且距离基站更近的其他簇头节点，并视为备选辅助转发节点；(2)设簇头节点的位置坐标为(xa,ya)，其第j个备选辅助转发节点的位置坐标为(xj,yj)，基站的位置坐标为(xo,yo)，计算备选辅助转发节点的转发能力值：式中，Wj表示第j个备选辅助转发节点的转发能力值，Ej、Ej0分别为第j个备选辅助转发节点的当前剩余能量、初始能量，nj表示到目前为止已将第j个备选辅助转发节点作为辅助转发节点的簇头节点数目，nT为设定的辅助节点数门限值，f(nj,nT)为设定的取值函数，当nj≤nT时，f(nj,nT)＝1，当nj>nT时，f(nj,nT)＝0；η1、η2为设定的权重系数，且0<η1,η2<1；(3)簇头节点选择转发能力值最大的备选辅助转发节点作为 最终的辅助转发节点；所述的传感器节点通过节点竞选分为电力施工现场信息采集节点和簇头节点，具体包括：(1)将整个电力施工现场监测区域划分为多个相邻的边长为的正六边形虚拟单元区域，其中，r_max为传感器节点通信半径中的最大通信半径，定义传感器节点的邻居节点为在传感器节点的通信范围内的其他传感器节点，初始化时，各传感器节点初始化为发现状态，并与邻居节点交换节点信息，包括节点编号、位置坐标、节点状态；(2)进行第一次簇头节点选举，各传感器节点随机生成一个0到1秒之间的随机数δ，并计算自身在下一轮当选为簇头节点的概率值，秒后将计算出的概率值向邻居节点广播：式中，Pi表示传感器节点i在下一轮当选为簇头节点的概率值，Ei、Ei0分别为传感器节点i的当前剩余能量、初始能量，dic表示传感器节点i与所属正六边形虚拟单元区域的中心之间的距离，ri表示传感器节点i的通信半径，λ1、λ2、λ3为设定的权重系数，且λ1+λ2+λ3＝1；(3)若传感器节点在超过秒后仍未收到同一正六边形虚拟单元区域其他传感器节点广播的在下一轮当选为簇头节点的概率值，则成功当选为所属正六边形虚拟单元区域的簇头节点，并将自身的节点状态转至活跃状态；(4)未成功当选为簇头节点的其他传感器节点作为电力施工现场信息采集节点，以目前同一正六边形虚拟单元区域的簇头节点的位置作为中心，计算自身在下一轮当选为簇头节点的概率值，然后按照设定的休眠时间Tα进入休眠状态；(5)每个簇头节点按照设定的活跃时间Tβ维持活跃状态，在Tβ超时前定期广播自身在下一轮当选为簇头节点的概率值，Tβ超时后返回发现状态，进行新的一轮簇头节点的选举。