监控空间动态要素的多网协同工作方法
【专利摘要】本发明涉及监控空间动态要素的网路【技术领域】，具体涉及一种监控空间动态要素的多网协同工作方法，包括以下步骤：在所述动态要素的活动路径上依次布置多个无线传感器网络；利用服务器作为整个监测系统的中枢；所述服务器对各个无线传感器网络采集的信息进行分析和判断，并向各个无线传感器网络分配任务或休眠指令，以接力的形式完成监测任务。本发明中的多个无线传感器网络根据被监测要素的位置依次进行监测工作，以接力的形式完成整个监测任务，大大减少了各个网络的无效工作时间，提高了资源利用效率，延长了网络工作寿命。
【专利说明】监控空间动态要素的多网协同工作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及监控空间动态要素的网路【技术领域】，尤其涉及一种监控空间动态要素 的多网协同工作方法。
【背景技术】
[0002] 无线传感器网络技术作为一种全新的信息获取和处理技术，凭借功耗低、成本低、 可靠性高等特点，逐渐成为研究热点，并在环境监测、医疗护理和军事等领域得到广泛应 用。当被监测要素在空间上是动态的且活动范围较大时，单个无线传感器网络由于监测范 围有限而不能进行全面的监测，这时就需要多个网络共同进行监测。而在多个无线传感器 网络共同监测空间动态要素的过程中，每个网络只有当被监测要素位于其监测区域内时进 行的工作才是有意义和价值的，其余时间的工作都是无意义的。因此，如果各个无线传感器 网络在整个监测过程中始终处于工作状态，会造成资源特别是能源的大量浪费，严重影响 整个监测系统的经济性和实用性。
【发明内容】
[0003] (一）要解决的技术问题
[0004] 本发明的目的是克服了现有技术中不足，提供一种监控空间动态要素的多网协同 工作方法，提高了整个多网协同监测系统的利用率和工作效率，节约了成本。
[0005] (二）技术方案
[0006] 本发明是通过以下技术方案实现的：一种监控空间动态要素的多网协同工作方 法，包括以下步骤：
[0007] 在所述动态要素的活动路径上依次布置多个无线传感器网络；利用服务器作为整 个监测系统的中枢；所述服务器对各个无线传感器网络采集的信息进行分析和判断，并向 各个无线传感器网络分配任务或休眠指令，以接力的形式完成监测任务。
[0008] 其中，包括以下具体步骤：
[0009] S1.根据监测到的动态要素的先后顺序，将各个无线传感器网络分别编为1号网 络、2号网络…，相应的监测区域分别编为1号区域、2号区域…，并为每个网络分配ID ;
[0010] S2.确定所述动态要素的参数范围，初始化各个网络状态；
[0011] S3.由1号网络启动后进入工作模式；其它网络启动后进入休眠模式，既不采集信 息也不发送信息；1号网络将采集到的动态要素的参数信息发送给服务器，服务器对1号网 络采集的信息进行分析和处理，待信息参数稳定后，服务器向2号网络发送进入工作模式 的指令；
[0012] S4. 2号网络接收到工作指令后进入工作模式；2号网络将采集的信息并发送给服 务器；服务器对2号网络采集的信息进行分析和处理；在2号网络采集的信息稳定后，服务 器唤醒3号网络同时使2号网络进入休眠模式；
[0013] S5. 3号网络及后面的网络依次重复此过程，依次完成整个监测任务。
[0014] 进一步，所述步骤S3中，"服务器对1号网络采集的信息进行分析和处理"的方法 如下：
[0015] S31服务器接收到1号网络的信息后，先根据该信息的起始符判断此信息是否是 无线传感器网络发送的信息；
[0016] S32是的话再根据ID地址判断此信息来自哪个网络；
[0017] S33当服务器确认接收到的信息来自1号网络后，根据步骤S2中确定的参数范围， 对信息的内容进行分析，判断这些信息是否来自被监测的动态要素；是的话就称这些信息 为有用信息，并将其存储到数据库中；否的话就称为无用信息，将其丢弃。
[0018] 具体地，1号网络发送给服务器的信息的帧格式依次包括起始符、ID地址、数据段 和终止符；所述数据段至少包括一个字节。
[0019] 其中，所述步骤S4中，所述"2号网络接收到工作指令后进入工作模式"包括以下 具体步骤：
[0020] 所述2号网络接收到工作指令后，也是先对工作指令的来源进行判断；当2号网络 确认此工作指令是服务器发送给该2号网络的指令后，就进入工作模式，开始采集信息并 发送给服务器。
[0021] 其中，服务器发送给无线传感器网络指令的帧格式依次包括起始符、ID地址、指令 和终止符；
[0022] 具体地，所述指令包括进入工作模式和进入休眠模式。
[0023] 进一步，所述2号网络对接收到的工作指令的验证方法如下：
[0024] S41.所述2号网络接收到工作指令后，先根据信息的起始符判断此信息是否是服 务器发送的指令；
[0025] S42.是的话，再根据ID判断此指令是发给哪个网络的；
[0026] S43.当2号网络确认此工作指令是服务器发送给自己的指令后，根据指令内容进 入工作模式，开始采集信息并发送给服务器。
[0027] 其中，还包括以下步骤：
[0028] S6.所述1号网络一直处于工作模式，若1号网络采集的信息参数超出门限值，则 开始进入下一个监测周期。
[0029] (三）有益效果
[0030] 与现有技术和产品相比，本发明有如下优点：
[0031] 1、本发明中的多个无线传感器网络根据被监测要素的位置依次进行监测工作，以 接力的形式完成整个监测任务，大大减少了各个网络的无效工作时间，提高了资源利用效 率，延长了网络工作寿命。
[0032] 2、本发明的服务器对采集的所有信息进行分析判断，只保留有效信息，提高了信 息质量，节省了数据库空间。
[0033] 3、本发明在传输的信息中加入了标识符，有效排除了外界信号干扰，提高了通信 的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0034] 图1是本发明的监测系统的整体示意图；
[0035] 图2是本发明的无线传感器网络发送给服务器信息的帧格式；
[0036] 图3是本发明的服务器发送给无线传感器网络指令的帧格式；
[0037] 图4是本发明的服务器对1号网络采集的信息进行分析处理的流程图；
[0038] 图5是本发明的服务器对2号网络采集的信息进行分析处理的流程图；
[0039] 图6是本发明的2号无线传感器网络工作流程图；
[0040] 图7是本发明的服务器进行分析处理的工作流程图。
[0041] 附图中，各标号所代表的组件列表如下：
[0042] 1-1号网络；2-2号网络；3-3号网络；a-Ι号区域；b-2号区域；c-3号区域；100 _月艮 务器；200-活动路径。
【具体实施方式】
[0043] 为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及【具体实施方式】 对本发明作进一步的详细描述。
[0044] 如图1所示，本实施例提供一种监控空间动态要素的多网协同工作方法。当被监 测的动态要素在空间上是动态的且活动路径200已知时，在被监测要素的活动路径200上 依次设置多个无线传感器网络。利用服务器1〇〇作为整个监测系统的中枢；该服务器1〇〇 对各个无线传感器网络采集的信息进行分析和判断，并向各个无线传感器网络分配任务或 休眠指令，以接力的形式完成监测任务。该多网协同的工作方法，克服了被监测要素所在地 理空间范围过大无法监测的难题，实现了某些动态要素的同步监测，同时该发明可大大减 少各个无线传感器网络的无效工作时间，提高资源利用效率，延长网络工作寿命。
[0045] 所述的监控空间动态要素的多网协同工作方法包括以下具体步骤：
[0046] S1.如图1所示，根据监测到的动态要素的先后顺序，将各个无线传感器网络分别 编为1号网络1、2号网络2、3号网络3···，相应的监测区域分别编为1号区域a、2号区域 b、3号区域c···，并为每个网络分配ID。
[0047] S2.确定所述动态要素的参数范围，初始化各个网络状态；通过初始化操作，避免 了各网络受到干扰，保证了监测的准确性。
[0048] S3.由1号网络启动后进入工作模式，其它网络启动后进入休眠模式，既不采集信 息也不发送信息；1号网络采集被监测的动态要素的参数信息，并发送给服务器，服务器对 1号网络采集的信息进行分析和处理，待信息参数稳定后，服务器向2号网络发送进入工作 丰吴式指令；
[0049] 其中，所述步骤S3中，"服务器对1号网络采集的信息进行分析和处理"的方法如 下，如图4所示：
[0050] S31服务器接收到1号网络的信息后，先根据该信息的起始符判断此信息是否是 无线传感器网络发送的信息；
[0051] S32是的话再根据ID地址判断此信息来自哪个网络；
[0052] S33当服务器确认接收到的信息来自1号网络后，根据步骤S2中确定的参数范围， 对信息的内容进行分析，判断这些信息是否来自被监测的动态要素；是的话就称这些信息 为有用信息，并将其存储到数据库中；否的话就称为无用信息，将其丢弃。
[0053] 上述1号网络发送给服务器信息的帧格式如图2所示，依次包括起始符、ID地址、 数据段和终止符。数据段至少包括一个字节。
[0054] 其中，服务器对采集的所有信息进行分析判断，只保留有效信息，提高了信息质 量，节省了数据库空间。
[0055] S4.如图6所示，2号网络接收到工作指令后进入工作模式；2号网络将采集的信 息并发送给服务器；服务器对2号网络采集的信息进行分析和处理；在2号网络采集的信 息稳定后，服务器唤醒3号网络同时使2号网络休眠；
[0056] 其中，服务器各无线传感器网络采集的信息进行分析和处理的方式与步骤S3中 "服务器对1号网络采集的信息进行分析和处理"的方式相同。
[0057] 具体地，所述步骤S4中，如图5所示，所述"2号网络接收到工作指令后进入工作 模式"包括以下具体步骤：所述2号网络接收到工作指令后，也是先对工作指令的来源进行 判断；当2号网络确认此工作指令是服务器发送给该2号网络的指令后，就进入工作模式， 开始采集信息并发送给服务器。
[0058] 其中，服务器发送给无线传感器网络指令的帧格式如图3所示，包括起始符、ID地 址、指令和终止符。所述指令包括进入工作模式和进入休眠模式。
[0059] 具体地，如图5所示，所述2号网络对接收到的工作指令的验证方法如下：
[0060] S41.所述2号网络接收到工作指令后，先根据信息的起始符判断此信息是否是服 务器发送的指令；
[0061] S42.是的话，再根据ID判断此指令是发给哪个网络的；
[0062] S43.当2号网络确认此工作指令是服务器发送给自己的指令后，根据指令内容进 入工作模式，开始采集信息并发送给服务器。
[0063] 此外，3号网络及后面的网络对接收到的工作指令的验证模式与步骤S4的验证过 程相同。
[0064] S5. 3号网络及后面的网络依次重复步骤S4的过程，依次完成整个监测任务。
[〇〇65] S6.如图7所示，所述1号网络一直处于工作模式；服务器对接收到的1号网络传 输的信息进行分析，若1号网络采集的信息参数超出门限值，则开始进入下一个监测周期。 [0066] 以上实施例仅为本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但不能因此而 理解为对本发明专利范围的限制。其具体结构和尺寸可根据实际需要进行相应的调整。应 当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出 若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种监控空间动态要素的多网协同工作方法，其特征在于，包括以下步骤： 在所述动态要素的活动路径上依次布置多个无线传感器网络；利用服务器作为整个监 测系统的中枢；所述服务器对各个无线传感器网络采集的信息进行分析和判断，并向各个 无线传感器网络分配任务或休眠指令，以接力的形式完成监测任务。
2. 根据权利要求1所述的监控空间动态要素的多网协同工作方法，其特征在于，包括 以下具体步骤：
51. 根据监测到的动态要素的先后顺序，将各个无线传感器网络分别编为1号网络、2 号网络…，相应的监测区域分别编为1号区域、2号区域…，并为每个网络分配ID ;
52. 确定所述动态要素的参数范围，初始化各个网络状态；
53. 由1号网络启动后进入工作模式；其它网络启动后进入休眠模式，既不采集信息也 不发送信息；1号网络将采集到的动态要素的参数信息发送给服务器，服务器对1号网络采 集的信息进行分析和处理，待信息参数稳定后，服务器向2号网络发送进入工作模式的指 令； 54. 2号网络接收到工作指令后进入工作模式；2号网络将采集的信息并发送给服务 器；服务器对2号网络采集的信息进行分析和处理；在2号网络采集的信息稳定后，服务器 唤醒3号网络同时使2号网络进入休眠模式； 55. 3号网络及后面的网络依次重复此过程，依次完成整个监测任务。
3. 根据权利要求2所述的监控空间动态要素的多网协同工作方法，其特征在于，所述 步骤S3中，"服务器对1号网络采集的信息进行分析和处理"的方法如下： S31服务器接收到1号网络的信息后，先根据该信息的起始符判断此信息是否是无线 传感器网络发送的信息； S32是的话再根据ID地址判断此信息来自哪个网络； S33当服务器确认接收到的信息来自1号网络后，根据步骤S2中确定的参数范围，对 信息的内容进行分析，判断这些信息是否来自被监测的动态要素；是的话就称这些信息为 有用信息，并将其存储到数据库中；否的话就称为无用信息，将其丢弃。
4. 根据权利要求3所述的监控空间动态要素的多网协同工作方法，其特征在于，1号网 络发送给服务器的信息的帧格式依次包括起始符、ID地址、数据段和终止符；所述数据段 至少包括一个字节。
5. 根据权利要求2所述的监控空间动态要素的多网协同工作方法，其特征在于，所述 步骤S4中，所述"2号网络接收到工作指令后进入工作模式"包括以下具体步骤： 所述2号网络接收到工作指令后，也是先对工作指令的来源进行判断；当2号网络确认 此工作指令是服务器发送给该2号网络的指令后，就进入工作模式，开始采集信息并发送 给服务器。
6. 根据权利要求5所述的监控空间动态要素的多网协同工作方法，其特征在于，服务 器发送给无线传感器网络指令的帧格式依次包括起始符、ID地址、指令和终止符。
7. 根据权利要求6所述的监控空间动态要素的多网协同工作方法，其特征在于，所述 指令包括进入工作模式和进入休眠模式。
8. 根据权利要求5所述的监控空间动态要素的多网协同工作方法，其特征在于，所述2 号网络对接收到的工作指令的验证方法如下：
541. 所述2号网络接收到工作指令后，先根据信息的起始符判断此信息是否是服务器 发送的指令；
542. 是的话，再根据ID判断此指令是发给哪个网络的；
543. 当2号网络确认此工作指令是服务器发送给自己的指令后，根据指令内容进入工 作模式，开始采集信息并发送给服务器。
9.根据权利要求2-8任一项所述的监控空间动态要素的多网协同工作方法，其特征在 于，还包括以下步骤： S6.所述1号网络一直处于工作模式，若1号网络采集的信息参数超出门限值，则开始 进入下一个监测周期。
【文档编号】H04W84/18GK104065757SQ201410337783
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年7月16日 优先权日:2014年7月16日
【发明者】刘纪平, 张承明, 兰鹏, 王风杰, 王亮, 余凡, 侯加林, 方阳阳, 张洪芹, 张同, 苏卜凡, 马智杰, 万曙静 申请人:中国测绘科学研究院