專利名稱：一種基于環(huán)境效益監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息處理方法及其系統(tǒng)和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于環(huán)境效益監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息處理方法及其系統(tǒng)和設(shè)備， 還涉及一種城市森林環(huán)境效益監(jiān)測系統(tǒng)，尤其是一種在復(fù)雜環(huán)境下基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的森林環(huán)境效益監(jiān)測系統(tǒng)，屬于環(huán)境監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在城市高溫的夏季，浙青和水泥路面周圍的溫度常常要比農(nóng)村相同地區(qū)的溫度高 2-8度。樹木遮擋馬路、建筑物等，通過土壤水分蒸發(fā)、蒸騰作用使周圍的空氣降溫。不僅如此，樹木還可以使周圍的空氣濕度增加。樹木遮擋馬路、建筑物等還可以降低城市噪音，起到隔噪音作用。目前對森林環(huán)境效益監(jiān)測一般采用特殊的儀器是用人工方法逐點(diǎn)進(jìn)行，不能進(jìn)行大范圍、實(shí)時和連續(xù)的測量，測量的準(zhǔn)確性較低，測量范圍較小，時效性較差。例如，為了測量森林對城市不同區(qū)域產(chǎn)生的環(huán)境效益，國內(nèi)外一般采用特殊的儀器進(jìn)行人工逐點(diǎn)測量； 為了測量廣域森林、濕地、草地、田地等的環(huán)境指標(biāo)，國內(nèi)外也廣泛采用特殊儀器進(jìn)行人工逐點(diǎn)測量。此外，為了解決氣候變暖問題，發(fā)達(dá)國家推動全球建立了一套二氧化碳排放權(quán)交易系統(tǒng)，簡稱“碳交易”系統(tǒng)。它是一種向各國分配二氧化碳排放配額，并把配額投放到市場上進(jìn)行交易，從而降低二氧化碳排放量的一種市場化環(huán)境保護(hù)體系。碳交易市場發(fā)展非常迅猛。例如，2005年京都議定書正式生效后，全球碳交易市場出現(xiàn)了飛速增長的態(tài)勢。2007年，全球碳交易量從2006年的16億噸躍升到27億噸，上升 68.75%。碳交易成交額增長非常迅猛。例如，2007年，全球碳交易金額達(dá)400億歐元，比 2006年的220億歐元上升了 81. 8%。2010年，全球碳交易額已超過930億歐元。到2020 年，全球碳交易額預(yù)計將達(dá)到3. 5萬億美元，可能超過石油行業(yè)，成為全球第一大能源交易市場。一些國家或地區(qū)強(qiáng)制推廣碳交易，將極大地促進(jìn)碳交易市場的擴(kuò)張。例如，根據(jù)歐盟法律，從2012年I月起，全球航空業(yè)被納入歐盟碳排放交易機(jī)制，開辟歐盟航線的外國航空公司全部被納入這一機(jī)制。為此，中國國航在2012年預(yù)計需要向歐盟繳納約3400萬歐元的二氧化碳排放量購買費(fèi)用。為了抵制不公平的碳交易體制，中國的國航、南航、東航正醞釀與中航協(xié)一起，共同向歐盟提起訴訟。碳交易不但已成為貿(mào)易壁壘，而且在全球已演化為核心的經(jīng)濟(jì)、政治問題。發(fā)達(dá)國家認(rèn)為，中國是制造業(yè)大國，中國基本上占據(jù)了 60%多的CDM市場份額，因此發(fā)達(dá)國家對中國提出了越來越多的環(huán)境保護(hù)約束，對中國的國家碳配額提出了非?？量痰囊?。實(shí)際上，中國的碳排放在很大程度上是為發(fā)達(dá)國家提供消費(fèi)品和工業(yè)品；而且，中國擁有非常龐大的地下碳庫，尤其中國有世界上最大的竹林，對氣碳的土壤固化能力非常強(qiáng)。
盡管中國是世界上工業(yè)氣碳的最大排放國，但中國也可能是世界上最大的氣碳植被土壤固化國，可能擁有世界上最大的地下碳庫。如果這個大規(guī)模、高速度消耗氣碳的地下碳庫真的存在，而且擁有比北美、西歐、日本等發(fā)達(dá)地區(qū)擁有的植被環(huán)境更強(qiáng)大、更快速的氣碳消耗能力，那么中國應(yīng)當(dāng)在碳交易全球配額體系中擁有主導(dǎo)性話語權(quán)。目前，公開發(fā)表的文獻(xiàn)，以及公開銷售、展示的土壤碳通量監(jiān)測設(shè)備不能滿足我國土壤碳通量測量的需求，不能為我國地下碳庫的土壤碳通量測量提供技術(shù)支持。其主要技術(shù)缺陷如現(xiàn)有的土壤碳通量監(jiān)測設(shè)備、系統(tǒng)、方法都不能實(shí)現(xiàn)無人遠(yuǎn)程監(jiān)測，而且沒有出現(xiàn)自動化的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測產(chǎn)品，不能采集廣域野外環(huán)境的碳通量海量數(shù)據(jù)。與水文、雨雪等地球或大氣環(huán)境的自動化聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測實(shí)踐不同，碳通量的大范圍監(jiān)測設(shè)備需要進(jìn)行一系列的機(jī)械操作，機(jī)械故障多，測量環(huán)境的自動化創(chuàng)建難度大，設(shè)備耗電量大，其軟件創(chuàng)新和硬件集成的難度很大?，F(xiàn)有設(shè)備只能單機(jī)本地測量，必須由測量人員在現(xiàn)場激發(fā)測量裝置，并當(dāng)場抄錄測量數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)未實(shí)現(xiàn)測量室的遠(yuǎn)程啟閉控制。截至目前，國內(nèi)外沒有出現(xiàn)能夠完全無人看護(hù)、數(shù)據(jù)無線共享、遠(yuǎn)程響應(yīng)機(jī)械操作、隨時監(jiān)控自身設(shè)備狀態(tài)、具有自我電量維持管理功能的碳通量測量系統(tǒng)。更沒有相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)表。現(xiàn)有設(shè)備只能在現(xiàn)場關(guān)閉測量室，而且測量室僅僅為碳通量測量設(shè)備提供氣門， 僅能實(shí)現(xiàn)測量室內(nèi)外的大氣交換。為了獲取精確的測量數(shù)據(jù)，測量室內(nèi)外需要具有相同的溫度、濕度、水文、大氣環(huán)境。這就需要實(shí)現(xiàn)測量室的整體性開啟與關(guān)閉，而不僅是設(shè)置氣門。實(shí)現(xiàn)該整體性啟閉的遠(yuǎn)程電力控制系統(tǒng)并未出現(xiàn)在碳通量檢測設(shè)備與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中。現(xiàn)有設(shè)備的土壤碳通量數(shù)據(jù)采集方式非常單一，獲取的數(shù)據(jù)不能為廣域、定時、采樣分析提供數(shù)據(jù)支撐，更不能實(shí)現(xiàn)智能化、多樣化的數(shù)據(jù)采集操作。而且，現(xiàn)有設(shè)備每臺的價格高達(dá)數(shù)十萬元人民幣，從費(fèi)用上不能滿足大量設(shè)備的智能布網(wǎng)需求。現(xiàn)有設(shè)備的耗電量大，設(shè)備自持周期太短，更不能獲取太陽能，無法實(shí)現(xiàn)大量設(shè)備的智能化布網(wǎng)?？傊?，現(xiàn)有設(shè)備應(yīng)用的土壤碳通量監(jiān)測系統(tǒng)、方法、網(wǎng)絡(luò)都需要進(jìn)行大規(guī)模革新， 從而為建立新的土壤碳通量監(jiān)測機(jī)制提供基礎(chǔ)性硬件、軟件技術(shù)，為我國地下碳庫的土壤碳通量測量提供技術(shù)支持。國內(nèi)外還發(fā)表了一些用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行環(huán)境檢測的方法、系統(tǒng)、設(shè)備；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)已成為環(huán)境檢測領(lǐng)域最新、最前沿的技術(shù)發(fā)展方向。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)被譽(yù)為21世紀(jì)最有影響的21項技術(shù)之一，以及改變世界的10大技術(shù)之一；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)被稱為未來全球三大高科技產(chǎn)業(yè)之一。2008年，在全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)的大背景下，剛上任的奧巴馬總統(tǒng)立即組織了第一次全美工商業(yè)領(lǐng)袖圓桌會議。會上，奧巴馬總統(tǒng)尋求振興美國經(jīng)濟(jì)的突破口 ；IBM總裁提出美國應(yīng)搶在歐洲、日本前面部署一個硬件、網(wǎng)絡(luò)、通信、應(yīng)用規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過Internet的傳感器網(wǎng)絡(luò)，并將其命名為“智慧的地球”。奧巴馬政府接受了這一建議，把建設(shè)“智慧的地球”確定為國家戰(zhàn)略，提出在現(xiàn)有 500億接入規(guī)模的Internet基礎(chǔ)上，再造一個100萬億接入規(guī)模的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，即物聯(lián)網(wǎng)。目前，美國不但大規(guī)模興建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，搶先形成事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，而且啟動了龐大的政府傳感器網(wǎng)絡(luò)云計算項目，通過政府項目給無線傳感器網(wǎng)絡(luò)做系統(tǒng)測試、商用實(shí)驗。實(shí)際上，美國政府從事無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的歷史很長，成就很多。例如，美國國防部從1993年開始資助海洋網(wǎng)絡(luò)、智能微塵、生物仿真微型飛機(jī)等傳感器網(wǎng)絡(luò)工程，初步建成了海防傳感器網(wǎng)絡(luò)、海空傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈等軍事工程。但是，歐洲企業(yè)后來居上，在民用傳感器網(wǎng)絡(luò)上游技術(shù)領(lǐng)域取得了競爭優(yōu)勢。例如，在傳感器網(wǎng)絡(luò)的芯片研發(fā)方面，西門子、飛利浦等歐洲企業(yè)走在了前面。但是，在中間件、應(yīng)用軟件、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)集成、終端設(shè)備方面，美國居全球領(lǐng)導(dǎo)地位。 2011年，美國總統(tǒng)首席信息官與歐盟科技顧問的例行交流中，前者認(rèn)為，在傳感器網(wǎng)絡(luò)所及的物聯(lián)網(wǎng)和云計算行業(yè)，美國大量軟件專利、系統(tǒng)集成專利是全球工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基石；后者則認(rèn)為，忽視軟件專利、系統(tǒng)集成專利，這將是歐盟科技競爭力在新一輪知識經(jīng)濟(jì)競賽中發(fā)生結(jié)構(gòu)性塌陷的重要因素。目前，國際上基本形成了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的5大標(biāo)準(zhǔn)化起草組織，分別代表國際上不同團(tuán)體、國家的利益。但是，全球10大傳感器民用網(wǎng)絡(luò)工程均匯聚在美國。HP、 IBM、Google、Nike等美國公司均在搶先構(gòu)建全球最大的傳感器網(wǎng)絡(luò)；其披露的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)專利技術(shù)大部分為應(yīng)用軟件專利與系統(tǒng)集成專利。其他國家或地區(qū)的企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)等也公開了一些應(yīng)用軟件專利與系統(tǒng)集成專利，但投入應(yīng)用的較少?，F(xiàn)有技術(shù)普遍存在各種應(yīng)用和技術(shù)缺陷，如國內(nèi)技術(shù)設(shè)計往往過于具體、簡單，應(yīng)用領(lǐng)域普遍很窄，尤其系統(tǒng)、軟件、應(yīng)用的可擴(kuò)展性與開放性畸弱；如果投入實(shí)際應(yīng)用，國內(nèi)文獻(xiàn)公開的技術(shù)普遍需要進(jìn)行大規(guī)模的技術(shù)拓展與系統(tǒng)升級，而這種二次設(shè)計的技術(shù)難度往往更大。如201010200475. 7號中國專利文獻(xiàn)涉及一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，包括中心服務(wù)器、通信終端和環(huán)境監(jiān)測儀；中心服務(wù)器與通信終端連接；通信終端與環(huán)境監(jiān)測儀連接。該技術(shù)把獨(dú)立通信終端作為信號中繼器，不能實(shí)現(xiàn)傳感器的自動組網(wǎng)、自動擴(kuò)展，不能實(shí)現(xiàn)對采樣地點(diǎn)的實(shí)時三維定位等功能。201010264833. O號中國專利文獻(xiàn)涉及一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的機(jī)場環(huán)境監(jiān)控方法，通過搭建一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和一個專用虛擬網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)機(jī)場環(huán)境的實(shí)時監(jiān)控和預(yù)警處理，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、終端設(shè)備和監(jiān)測節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，專用虛擬網(wǎng)絡(luò)由監(jiān)控中心、手持設(shè)備和安防系統(tǒng)構(gòu)成；監(jiān)控中心采用虛擬專用網(wǎng)；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在不同情況下采用不同的無線信道接入機(jī)制；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與虛擬專業(yè)網(wǎng)絡(luò)之間采用GPRS協(xié)議；監(jiān)控中心能夠?qū)ι蟼鞯沫h(huán)境信息進(jìn)行實(shí)時判斷和預(yù)警處理。該技術(shù)傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)不能實(shí)現(xiàn)智能化采集和處理，硬件模塊、能量供給不能實(shí)現(xiàn)智能化管理，末端節(jié)點(diǎn)不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時、三維定位，更沒有設(shè)備自毀等保護(hù)措施，不能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自組織擴(kuò)展。201010200972. 7號中國專利文獻(xiàn)涉及一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的多節(jié)點(diǎn)在環(huán)境中實(shí)時能量消耗監(jiān)測系統(tǒng)，以WiFi網(wǎng)絡(luò)作為系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接，包括無線傳感器節(jié)點(diǎn)、能耗測量裝置、無線路由器、數(shù)據(jù)服務(wù)器；用戶通過因特網(wǎng)訪問系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)器，數(shù)據(jù)服務(wù)器與無線路由器相連，無線傳感器節(jié)點(diǎn)的能耗由測量裝置采集，并通過WiFi接口發(fā)送到無線路由器。本系統(tǒng)用于測量無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)在實(shí)際環(huán)境工作時的能耗，而不是用于智能化采集環(huán)境數(shù)據(jù)，更不能對設(shè)備自身實(shí)時智能化管理。200910218560, 3號中國專利文獻(xiàn)涉及一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的草坪環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)及其監(jiān)測方法，其系統(tǒng)包括由多個無線傳感器節(jié)點(diǎn)組成的多個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、與網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)相接的通信服務(wù)器和與通信服務(wù)器相接的上位監(jiān)控機(jī)。其方法包括步驟 上位監(jiān)控機(jī)向網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)下發(fā)數(shù)據(jù)采集命令；網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)向多個無線傳感器節(jié)點(diǎn)同步下發(fā)數(shù)據(jù)采集命令；多個無線傳感器節(jié)點(diǎn)按設(shè)定采樣周期同步不間斷進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和上傳且有數(shù)據(jù)丟失時數(shù)據(jù)重傳；上位監(jiān)控機(jī)對收到的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析處理。該技術(shù)除了缺乏定位與模塊智能管理功能外，也不能實(shí)現(xiàn)開放式采集、開放式響應(yīng)、開放式服務(wù)，不能向電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)中的手機(jī)、計算機(jī)、互動電視等開放智能化的數(shù)據(jù)采集服務(wù)。201010580266. X號中國專利文獻(xiàn)涉及一種基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)及方法，其系統(tǒng)包括監(jiān)測中心、聲測傳感器和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)三個部分。所述方法通過聲測傳感器采集狙擊手目標(biāo)聲源所發(fā)出的聲音信號，測量聲源到達(dá)不同聲測傳感器節(jié)點(diǎn)的時間差， 再結(jié)合已知聲測傳感器節(jié)點(diǎn)的位置和聲速解算出聲源坐標(biāo)。同時，監(jiān)測中心通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)時定位附近相關(guān)人員所攜帶的移動節(jié)點(diǎn)的位置，并解算出附近相關(guān)人員相對于目標(biāo)聲源的位置，將解算的信息傳輸至無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各個節(jié)點(diǎn)，相關(guān)人員便可以實(shí)時感知目標(biāo)聲源相對自己的位置。該技術(shù)僅用于發(fā)現(xiàn)和定位狙擊手，并引導(dǎo)隨身攜帶傳感器末端節(jié)點(diǎn)的反狙擊人員接近、包圍、攻擊該狙擊手。其功能過于簡單。201020247649. O號中國專利文獻(xiàn)涉及一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的展柜環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，是一個由設(shè)在展柜里的若干個傳感器、信號處理器及無線信號發(fā)射器，共同組成的溫度、濕度、光照度等環(huán)境指數(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)。它用于對文物展柜內(nèi)的環(huán)境溫度、相對濕度、紫外線輻射強(qiáng)度、空氣浮塵、二氧化碳濃度等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時、全方位的監(jiān)控。其缺乏定位、自動組網(wǎng)、信息安全、智能管理等模塊，應(yīng)用領(lǐng)域非常狹窄。201020282539. 8號中國專利文獻(xiàn)涉及一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的倉庫環(huán)境狀態(tài)在線監(jiān)測節(jié)點(diǎn)裝置，包括設(shè)置于倉庫的測點(diǎn)處的第I無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 第8無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，分別被配置為終端節(jié)點(diǎn)或路由節(jié)點(diǎn)并構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，還包括sink節(jié)點(diǎn)，所述若干無線傳感器節(jié)點(diǎn)與sink節(jié)點(diǎn)之間通過無線傳輸,sink節(jié)點(diǎn)連接主控計算機(jī),每個所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)包括電源模塊、采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和通信模塊，所述電源模塊分別連接采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和通信模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊和通信模塊互相連接，所述采集模塊的輸出與數(shù)據(jù)處理模塊的輸入連接。該技術(shù)可實(shí)時、準(zhǔn)確、全面了解倉庫環(huán)境煙霧、溫度、濕度等狀態(tài)。但是，它缺乏自動擴(kuò)展、移動定位、自動定位、自動組網(wǎng)、信息安全、智能管理等模塊，沒有終端開放、服務(wù)開放等功能，應(yīng)用領(lǐng)域非常狹窄。相反，國外文獻(xiàn)往往僅涉及基礎(chǔ)性、架構(gòu)性的簡單設(shè)計，并不面向具體應(yīng)用和具體設(shè)計；其具體應(yīng)用、設(shè)計涉及的技術(shù)方案往往作為技術(shù)秘密保護(hù)，而不予公開。因此，盡管國外文獻(xiàn)針對的技術(shù)問題更廣泛、深入；但是針對同一技術(shù)問題，國外文獻(xiàn)普遍較國內(nèi)文獻(xiàn)更籠統(tǒng)、概括、簡單。例如，JP2011024013號專利文獻(xiàn)公開了一種無線通信方法和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。第一，其網(wǎng)絡(luò)終端按照分時方式定期進(jìn)行定期數(shù)據(jù)的傳輸；第二，其網(wǎng)絡(luò)終端利用相同頻率在同一地區(qū)進(jìn)行緊急數(shù)據(jù)的傳輸；第三，其網(wǎng)絡(luò)終端在同一時間需傳送定期數(shù)據(jù)、緊急數(shù)據(jù)的，優(yōu)先傳送緊急數(shù)據(jù)。該技術(shù)僅僅是軟件上的一個小創(chuàng)新，即如何處理常規(guī)數(shù)據(jù)與緊急數(shù)據(jù)的傳輸次序問題，不涉及系統(tǒng)硬件的集成創(chuàng)新和軟件的其他重大創(chuàng)新。US7925249號專利文獻(xiàn)公開了一種通過互聯(lián)網(wǎng)對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安全控制的方法。其特征在于包括如下步驟用戶進(jìn)入一個人機(jī)界面；用戶從所述人機(jī)界面登錄一個 Internet上的Portal頁；用戶人工觸發(fā)一個遠(yuǎn)程寬帶連接,所述連接建立所述Portal頁與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程控制模塊之間的網(wǎng)絡(luò)連接。該技術(shù)實(shí)際上是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)接入 Internet的最簡單方式。20100176939號美國專利文獻(xiàn)公開了一種光傳感器網(wǎng)絡(luò)，包括一個接收器、一個光探測器、一個傳感器節(jié)點(diǎn)、一個發(fā)射器。它的智能化、自動化水平低，網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的系統(tǒng)和軟件復(fù)雜性都很低，屬于光傳感器網(wǎng)絡(luò)的最簡單集成方式。EP2228630號歐洲專利文獻(xiàn)公開了一種溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)；它的智能化、自動化水平低，網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的系統(tǒng)和軟件復(fù)雜性更低，屬于溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)的最簡單集成方式。 W0/2010/095923號專利文獻(xiàn)公開了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它包括多個站點(diǎn)協(xié)調(diào)器，每個協(xié)調(diào)器管理一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)；每個站點(diǎn)可獨(dú)立工作；多個協(xié)調(diào)器組成一個更大的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；每個協(xié)調(diào)器可存儲和中繼其他協(xié)調(diào)器發(fā)來的數(shù)據(jù)，并發(fā)送給一個主協(xié)調(diào)器。該技術(shù)實(shí)際上是多中繼器組網(wǎng)的最簡單方式，智能化、自動化水平不高，自擴(kuò)展能力差，自我防護(hù)能力更差。20100008256號美國專利文獻(xiàn)公開了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，它在移動水槽上布置移動傳感器節(jié)點(diǎn)，通過控制傳感器實(shí)現(xiàn)不同水槽的速率、功能和操作指令。它實(shí)際上是一個遠(yuǎn)程無人水槽控制系統(tǒng)，缺乏對環(huán)境信息的智能采集能力。再如，W0/2010/111740號專利文獻(xiàn)公開了一種遠(yuǎn)程無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量管理技術(shù)，不涉及為省電、安全、互動實(shí)施的設(shè)備模塊休眠與喚醒管理，沒有普適性的應(yīng)用前景。 20100231382號美國專利文獻(xiàn)公開了一種溫度無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，包括基站、轉(zhuǎn)發(fā)器、應(yīng)答器、 溫度傳感器。其應(yīng)答器僅被動響應(yīng)，轉(zhuǎn)發(fā)器僅傳送數(shù)據(jù)，傳感器僅采集溫度信息，不能自動定位；信源位置只能人工標(biāo)定，不能自動測算；基站僅能面向傳感器采集溫度信號，不能接受其他任意網(wǎng)絡(luò)終端的指令展開工作。US7995487號專利文獻(xiàn)公開了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能路由技術(shù)，包括無線收發(fā)數(shù)據(jù)的傳感器、無線收發(fā)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)集線器、路由器；數(shù)據(jù)在所述傳感器、網(wǎng)絡(luò)集線器之間傳輸，所述路由器發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸失敗的情況后，發(fā)起應(yīng)對措施，選擇其他路由重新傳輸所述數(shù)據(jù)。該技術(shù)僅針對傳輸失敗的數(shù)據(jù)，不能隨機(jī)選擇路由， 不能強(qiáng)制路由，其智能化水平不高?？傊瑖鴥?nèi)外環(huán)境監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)有技術(shù)主要存在如下缺陷第一、現(xiàn)有技術(shù)不能進(jìn)行實(shí)時和連續(xù)的互動數(shù)據(jù)采集，尤其不能根據(jù)任意網(wǎng)絡(luò)終端發(fā)來的個性化指令，隨時對某一個采樣地點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。第二，現(xiàn)有技術(shù)測量的地點(diǎn)、高度準(zhǔn)確性較低，尤其不能隨時確定移動信源的三維數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)與接收數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時間同步。第三，現(xiàn)有技術(shù)測量的范圍較小，國內(nèi)外有采用WiFi、WiMax擴(kuò)大測量范圍的技術(shù)探索，但是提高了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的成本和人工維護(hù)費(fèi)用，缺乏應(yīng)用前景。第四，現(xiàn)有技術(shù)測量的時效性很差，不但不能把采集的數(shù)據(jù)與接收數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時間同步，而且布網(wǎng)、開機(jī)、系統(tǒng)安裝與啟動周期長，不能實(shí)現(xiàn)隨布隨采，更不能實(shí)現(xiàn)隨動隨布隨采。第五，現(xiàn)有技術(shù)測量的采樣點(diǎn)部署密度很低，數(shù)據(jù)缺乏代表性；受能源、帶寬、數(shù)據(jù)冗余、開放程度影響，現(xiàn)有技術(shù)的采樣點(diǎn)密度小、采集的數(shù)據(jù)類型單一、數(shù)據(jù)采集頻率低，因此數(shù)據(jù)缺乏代表性。
第六，現(xiàn)有技術(shù)不能進(jìn)行大容量數(shù)據(jù)挖掘、采集與分析；受能源、帶寬、數(shù)據(jù)冗余、 開放程度影響，現(xiàn)有技術(shù)不能進(jìn)行大容量數(shù)據(jù)挖掘、采集與分析，尤其不能進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)采集，更不能進(jìn)行溫度、濕度、分貝、流速、流量等指標(biāo)的流數(shù)據(jù)采集。此外，受技術(shù)架構(gòu)影響，現(xiàn)有技術(shù)的人工輔助勞動多，測量的成本往往很高；現(xiàn)有技術(shù)不能對固定或者移動的取樣地點(diǎn)進(jìn)行全自動定位；現(xiàn)有技術(shù)不能對取樣時間進(jìn)行交互自動控制；現(xiàn)有技術(shù)的末端編碼模塊和軟件不能自動融毀，不能保證數(shù)據(jù)安全；現(xiàn)有技術(shù)不帶陀螺儀，不能危機(jī)自爆，不能保證設(shè)備安全；現(xiàn)有技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)開放式查詢；現(xiàn)有技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)開放式響應(yīng)；現(xiàn)有技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)開放式服務(wù)；現(xiàn)有技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自動搜索、擴(kuò)展和接入；現(xiàn)有技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)能量、硬件、軟件的智能化管理。為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的大量缺陷，本發(fā)明設(shè)計了一種基于環(huán)境效益監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息處理方法及其系統(tǒng)和設(shè)備，其主要目的是用中國自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)搭建一個環(huán)境檢測系統(tǒng)，獲取一手?jǐn)?shù)據(jù)，為國家參與碳配額與碳交易談判提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。此外，通過本發(fā)明的創(chuàng)新技術(shù)推動“感知中國”工程的建設(shè)，幫助中國產(chǎn)業(yè)界搶先搭建一個應(yīng)用于碳環(huán)境監(jiān)測的傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺，搶占全球無線傳感器網(wǎng)絡(luò)行業(yè)的“事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)”，也具有的很大的社會意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種基于環(huán)境效益監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息處理方法，其特征在于， 包括如下步驟SI.安裝或調(diào)用后臺處理系統(tǒng)的中心節(jié)點(diǎn)、轉(zhuǎn)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)或監(jiān)測服務(wù)器啟動后，根據(jù)其預(yù)設(shè)的程序，或者人工輸入的命令，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳來的命令，或者主動或被動喚醒電路， 使所述中心節(jié)點(diǎn)、轉(zhuǎn)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)或監(jiān)測服務(wù)器的數(shù)據(jù)收發(fā)模塊處于持續(xù)或間歇的監(jiān)聽模式，收集無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集節(jié)點(diǎn)上的監(jiān)測裝置傳來的數(shù)據(jù)；同時，S2.后臺處理系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)的程序，或者人工輸入的命令，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳來的命令，或者主動或被動喚醒電路發(fā)送指令時，所述中心節(jié)點(diǎn)、轉(zhuǎn)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)或監(jiān)測服務(wù)器以廣播方式向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集節(jié)點(diǎn)傳送所述指令。所述SI中監(jiān)測裝置傳來的數(shù)據(jù)至少包括如下信息中的一項傳感器采集的數(shù)據(jù)、 傳感器更新的數(shù)據(jù)、采集節(jié)點(diǎn)的硬件身份、采集節(jié)點(diǎn)的設(shè)備狀態(tài)，采集節(jié)點(diǎn)的距離、角度、高度、位置，采集節(jié)點(diǎn)的移動軌跡、采集節(jié)點(diǎn)的歷史路由、響應(yīng)S2中指令的數(shù)據(jù)；所述S2中的指令至少包括如下指令中的一項定位、強(qiáng)制路由、身份驗證、采集數(shù)據(jù)、更新數(shù)據(jù)、強(qiáng)制清除、設(shè)備自毀、并行命令、連鎖命令。所述基于環(huán)境效益監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息處理方法還包括如下步驟S3.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集節(jié)點(diǎn)上的監(jiān)測裝置加電后，根據(jù)其預(yù)設(shè)的程序，或者人工輸入的命令，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳來的命令，或者S2中的指令，或者主動或被動喚醒電路，持續(xù)性地，或間歇性地，或重復(fù)性地廣播其采集、更新、緩存、存儲、運(yùn)算的信息；其他采集節(jié)點(diǎn)上的監(jiān)測裝置接收到所述信息后，將這一節(jié)點(diǎn)加入其鄰居列表中；同時，根據(jù)缺省的路由協(xié)議更新其路由表。一種基于環(huán)境效益監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息處理方法，其特征在于，所述S3中采集的信息產(chǎn)生、處理過程是.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集節(jié)點(diǎn)上的傳感器模塊根據(jù)各自缺省設(shè)置的采樣頻率不斷對應(yīng)收集環(huán)境中的數(shù)據(jù)信息；通過微處理器的處理，將所述數(shù)據(jù)信息通過無線射頻收發(fā)模塊發(fā)送給路由表中的下一跳節(jié)點(diǎn)；某下一節(jié)點(diǎn)接收到所述采集節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)信息后，根據(jù)自身路由表信息，將這一數(shù)據(jù)信息發(fā)送至路由表中指定的下一跳節(jié)點(diǎn)；所述數(shù)據(jù)信息被傳輸至后臺處理系統(tǒng)的無線收發(fā)模塊后，所述后臺處理系統(tǒng)的微處理器將所述數(shù)據(jù)信息傳輸至后臺服務(wù)程序；所述后臺服務(wù)程序進(jìn)行對所述數(shù)據(jù)信息進(jìn)行融合分析、處理、存儲、轉(zhuǎn)送。所述傳感器模塊為可擴(kuò)展、可更新的物理傳感單元，每個傳感單元擁有獨(dú)立、唯一的硬件身份，所述硬件身份包含所述傳感器模塊所在的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集節(jié)點(diǎn)的位置信
肩、O所述物理傳感單元為一個溫度檢測裝置。所述物理傳感單元為一個濕度檢測裝置。所述物理傳感單元為一個分貝檢測裝置。所述系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)包括至少一個中心節(jié)點(diǎn)、轉(zhuǎn)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)或監(jiān)測服務(wù)器，以及至少一個采集節(jié)點(diǎn)；所述系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)包括關(guān)聯(lián)到、包含在或安裝在所述后臺處理系統(tǒng)中的定位模塊、存儲模塊、數(shù)據(jù)信息融合分析模塊、強(qiáng)制路由設(shè)置模塊、身份驗證模塊、采集數(shù)據(jù)指令包生成模塊、更新數(shù)據(jù)指令包生成模塊、強(qiáng)制清除指令包生成模塊、設(shè)備自毀指令包生成模塊、并行命令生成模塊、連鎖命令生成模塊、信息安全監(jiān)控模塊、時間同步控制模塊，還包括關(guān)聯(lián)到、包含在或安裝在所述后臺處理系統(tǒng)中的位置計算模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)安全管理模塊、能量管理模塊、硬件管理模塊。所述采集節(jié)點(diǎn)包括至少一個溫度傳感器模塊，所述溫度傳感器模塊由溫度信號采集模塊、溫度信號處理轉(zhuǎn)換模塊、信號收發(fā)控制模塊和整流抗干擾電路組成，所述溫度信號采集模塊的信號輸出端與溫度信號處理轉(zhuǎn)換模塊的信號輸入端連接，溫度信號處理轉(zhuǎn)換模塊的信號輸出端連接有信號收發(fā)控制模塊的信號輸入端，信號收發(fā)控制模塊的信號輸出端連接到整流抗干擾電路的輸入端，所述整流抗干擾電路的信號輸出端為作為整個溫度傳感器模塊的信號輸出端連接到微處理器上。所述采集節(jié)點(diǎn)包括至少一個濕度傳感器模塊，所述濕度傳感器模塊由濕度信號采集模塊、濕度信號處理轉(zhuǎn)換模塊、信號收發(fā)控制模塊和整流抗干擾電路組成，所述濕度信號采集模塊的信號輸出端與濕度信號處理轉(zhuǎn)換模塊的信號輸入端連接，濕度信號處理轉(zhuǎn)換模塊的信號輸出端連接有信號收發(fā)控制模塊的信號輸入端，信號收發(fā)控制模塊的信號輸出端連接到整流抗干擾電路的輸入端，所述整流抗干擾電路的信號輸出端為作為整個濕度傳感器模塊的信號輸出端連接到微處理器上。所述采集節(jié)點(diǎn)包括至少一個分貝傳感器模塊，所述分貝傳感器模塊由分貝信號采集模塊、分貝信號處理轉(zhuǎn)換模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和信號收發(fā)控制模塊組成，所述分貝信號采集模塊的信號輸出端與分貝信號處理轉(zhuǎn)換模塊的信號輸入端連接，分貝信號處理轉(zhuǎn)換模塊的信號輸出端連接有數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的信號輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的信號輸出端連接到信號收發(fā)控制模塊的輸入端，信號收發(fā)控制模塊的信號輸出端連接到整流抗干擾電路的輸入端，所述整流抗干擾電路的輸出端為作為整個分貝傳感器模塊的信號輸出端連接到微處理器上。所述采集節(jié)點(diǎn)包括至少一個電源模塊，所述電源模塊由太陽能充電模塊、穩(wěn)壓電路、控制電路和蓄電池組成，所述的太陽能充電模塊接受光照并充電，太陽能充電模塊的輸出端連接到穩(wěn)壓電路的輸入端，穩(wěn)壓電路的輸出端連接到控制電路的輸入端，控制電路的輸出端連接到蓄電池的輸入端，蓄電池的輸出端連接到溫度傳感器模塊、濕度傳感器模塊、 分貝傳感器模塊和無線射頻收發(fā)模塊上以提供電能。所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)向所述中心節(jié)點(diǎn)、轉(zhuǎn)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)或監(jiān)測服務(wù)器發(fā)送命令，使所述中心節(jié)點(diǎn)、轉(zhuǎn)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)或監(jiān)測服務(wù)器啟用監(jiān)聽模式，或者啟用指令發(fā)送模式。所述網(wǎng)絡(luò)包括局域網(wǎng)、VPN、互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、3G網(wǎng)、4G網(wǎng)、廣電網(wǎng)。所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括手機(jī)、平板電腦、計算機(jī)、筆記本電腦、GPS導(dǎo)航儀、移動電視、電視機(jī)、移動手持通訊設(shè)備。本發(fā)明還公開了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的森林環(huán)境效益監(jiān)測系統(tǒng)。它通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的多跳機(jī)制，對復(fù)雜環(huán)境和場所的溫度、濕度和分貝進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控，不但能夠提高溫度、濕度和分貝測量的準(zhǔn)確性，而且能夠克服大范圍溫度、濕度和分貝實(shí)時、精確監(jiān)測難度大的問題，使其能夠適用于各類森林環(huán)境效益監(jiān)測系統(tǒng)復(fù)雜環(huán)境。所述系統(tǒng)包括監(jiān)測服務(wù)器，其特征在于所述監(jiān)測服務(wù)器通過無線方式連接有多個處于大氣環(huán)境中不同位置的溫度、濕度和分貝監(jiān)測裝置，所述溫度、濕度和分貝監(jiān)測裝置包括電源模塊、微處理器以及與該微處理器連接的濕度監(jiān)測傳感器、溫度監(jiān)測傳感器、分貝監(jiān)測傳感器、無線射頻收發(fā)模塊；所述電源模塊通過太陽能充電并為整個溫度、濕度和分貝監(jiān)測裝置提供電能；所述多個溫度、濕度和分貝監(jiān)測裝置通過各自的無線射頻收發(fā)模塊相互連接并通訊；所述的濕度監(jiān)測傳感器可以監(jiān)測大氣濕度；所述的溫度監(jiān)測傳感器可以監(jiān)測環(huán)境溫度；所述的分貝監(jiān)測傳感器可以監(jiān)測環(huán)境中的分貝。所述監(jiān)測服務(wù)器優(yōu)選為PC，該P(yáng)C的信號收發(fā)接口連接有無線信號收發(fā)裝置。所述微處理器優(yōu)選為msp430。所述無線射頻收發(fā)模塊是基于射頻芯片CC2420的ZigBee無線通信集成電路。所述無線射頻收發(fā)模塊優(yōu)選為基于射頻芯片CC2420的ZigBee無線通信集成電路。所述的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的森林環(huán)境效益監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述溫度傳感器模塊由溫度信號采集模塊、溫度信號處理轉(zhuǎn)換模塊、信號收發(fā)控制模塊和整流抗干擾電路組成，所述溫度信號采集模塊的信號輸出端與溫度信號處理轉(zhuǎn)換模塊的信號輸入端連接，溫度信號處理轉(zhuǎn)換模塊的信號輸出端連接有信號收發(fā)控制模塊的信號輸入端，信號收發(fā)控制模塊的信號輸出端連接到整流抗干擾電路的輸入端，所述整流抗干擾電路的信號輸出端作為整個溫度傳感器模塊的信號輸出端連接到微處理器上。所述的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的森林環(huán)境效益監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述濕度傳感器模塊由濕度信號采集模塊、濕度信號處理轉(zhuǎn)換模塊、信號收發(fā)控制模塊和整流抗干擾電路組成，所述濕度信號采集模塊的信號輸出端與濕度信號處理轉(zhuǎn)換模塊的信號輸入端連接，濕度信號處理轉(zhuǎn)換模塊的信號輸出端連接有信號收發(fā)控制模塊的信號輸入端，信號收發(fā)控制模塊的信號輸出端連接到整流抗干擾電路的輸入端，所述整流抗干擾電路的信號輸出端作為整個濕度傳感器模塊的信號輸出端連接到微處理器上。所述的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的森林環(huán)境效益監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述分貝傳感器模塊由分貝信號采集模塊、分貝信號處理轉(zhuǎn)換模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和信號收發(fā)控制模塊組成，所述分貝信號采集模塊的信號輸出端與分貝信號處理轉(zhuǎn)換模塊的信號輸入端連接，分貝信號處理轉(zhuǎn)換模塊的信號輸出端連接有數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的信號輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的信號輸出端連接到信號收發(fā)控制模塊的輸入端，信號收發(fā)控制模塊的信號輸出端連接到整流抗干擾電路的輸入端，所述整流抗干擾電路的輸出端作為整個分貝傳感器模塊的信號輸出端連接到微處理器上。所述的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的森林環(huán)境效益監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述電源模塊電源模塊由太陽能充電模塊、穩(wěn)壓電路、控制電路和蓄電池組成，所述的太陽能充電模塊接受光照并充電，太陽能充電模塊的輸出端連接到穩(wěn)壓電路的輸入端，穩(wěn)壓電路的輸出端連接到控制電路的輸入端，控制電路的輸出端連接到蓄電池的輸入端，蓄電池的輸出端連接到溫度傳感器模塊、濕度傳感器模塊、分貝傳感器模塊和無線射頻收發(fā)模塊上以提供電倉泛。本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明的基于環(huán)境效益監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息處理方法及其系統(tǒng)和設(shè)備，提供了一種指令向任意網(wǎng)絡(luò)終端和服務(wù)器開放的傳感器網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)融合，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。本發(fā)明的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的森林環(huán)境效益監(jiān)測系統(tǒng)通過森林環(huán)境效益監(jiān)測系統(tǒng)對城市森林環(huán)境中的溫度、濕度和分貝的信息進(jìn)行測量；采用無線射頻收發(fā)模塊與溫度監(jiān)測傳感器模塊、濕度監(jiān)測傳感器模塊和分貝監(jiān)測傳感器模塊通過微處理器連接，將收集到的信息發(fā)送給監(jiān)測服務(wù)器；監(jiān)測服務(wù)器將各個森林環(huán)境效益監(jiān)測裝置的數(shù)據(jù)組織在一起對整個被監(jiān)控區(qū)域的溫度、濕度和分貝的情況進(jìn)行監(jiān)測。由于本發(fā)明通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的多跳機(jī)制，對復(fù)雜環(huán)境和復(fù)雜場所的溫度、濕度和分貝進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控，并在監(jiān)測服務(wù)器上利用分析算法提高溫度、濕度和分貝測量的準(zhǔn)確性，克服了城市森林中的溫度、濕度和分貝實(shí)時、精確監(jiān)測難度大的問題，適用于各類復(fù)雜環(huán)境。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例I
圖2為本發(fā)明實(shí)施例I
圖3為本發(fā)明實(shí)施例I
圖4為本發(fā)明實(shí)施例I
圖5為本發(fā)明實(shí)施例I
圖6為本發(fā)明實(shí)施例I
圖7為本發(fā)明實(shí)施例2
圖8為本發(fā)明實(shí)施例2原理圖9為本發(fā)明實(shí)施例3
圖10為本發(fā)明實(shí)施例
圖11為本發(fā)明實(shí)施例
圖12為本發(fā)明實(shí)施例
的溫度、濕度和分貝檢測裝置結(jié)構(gòu)框圖； 的溫度傳感器模塊結(jié)構(gòu)框圖的濕度傳感器模塊結(jié)構(gòu)框圖的分貝傳感器模塊結(jié)構(gòu)框圖的電源模塊結(jié)構(gòu)框的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)電路原理圖13為本發(fā)明實(shí)施例6的中心節(jié)點(diǎn)模塊電路原理14為本發(fā)明實(shí)施例7的自毀保護(hù)電路原理圖；圖15為本發(fā)明實(shí)施例8的超聲發(fā)射電路原理圖；圖16為本發(fā)明實(shí)施例8的超聲接收電路原理圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的森林環(huán)境效益監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計實(shí)例下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述參見圖I和圖2，該種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的森林環(huán)境效益監(jiān)測系統(tǒng)，包括一臺監(jiān)測服務(wù)器(2)和若干個溫度、濕度和分貝監(jiān)測裝置(I)。該監(jiān)測服務(wù)器(2)通過無線方式連接有多個處于大氣環(huán)境中不同位置的溫度、濕度和分貝監(jiān)測裝置(I)，該種溫度、濕度和分貝監(jiān)測裝置(I)包括電源模塊(3)、微處理器(7)以及與該微處理器連接的溫度傳感器模塊(4)、濕度傳感器模塊(5)、分貝傳感器模塊(6)和無線射頻收發(fā)模塊(8)。其中電源模塊⑶由太陽能供電并為整個溫度、濕度和分貝監(jiān)測裝置⑴提供電能，所述多個溫度、濕度和分貝監(jiān)測裝置(I)通過各自的無線射頻收發(fā)模塊(8)相互連接并通訊。以上的監(jiān)測服務(wù)器⑵可以采用PC實(shí)現(xiàn)，該P(yáng)C的信號收發(fā)接口連接有無線信號收發(fā)裝置，用于與其他溫度、濕度和分貝監(jiān)測裝置(I)進(jìn)行無線通信。如圖3所示上述的溫度傳感器模塊(4)由溫度信號采集模塊(10)、溫度信號處理轉(zhuǎn)換模塊(9)、信號收發(fā)控制模塊(12)和整流抗干擾電路(11)組成。溫度信號采集模塊 (10)的信號輸出端與溫度信號處理轉(zhuǎn)換模塊(9)的信號輸入端連接，溫度信號處理轉(zhuǎn)換模塊(9)的信號輸出端連接有信號收發(fā)控制模塊(12)的信號輸入端，信號收發(fā)控制模塊(12) 的信號輸出端連接到整流抗干擾電路(11)的輸入端，整流抗干擾電路(11)的信號輸出端為作為整個溫度傳感器模塊(4)的信號輸出端連接到微處理器(7)上。如圖4所示上述的濕度傳感器模塊(5)由濕度信號采集模塊(13)、濕度信號處理轉(zhuǎn)換模塊(14)、信號收發(fā)控制模塊(15)和整流抗干擾電路(16)組成。濕度信號采集模塊(13)的信號輸出端與溫度信號處理轉(zhuǎn)換模塊(14)的信號輸入端連接，濕度信號處理轉(zhuǎn)換模塊(14)的信號輸出端連接有信號收發(fā)控制模塊(15)的信號輸入端，信號收發(fā)控制模塊(15)的信號輸出端連接到整流抗干擾電路(16)的輸入端，整流抗干擾電路(16)的信號輸出端為作為整個濕度傳感器模塊(5)的信號輸出端連接到微處理器(7)上。如圖5所示上述的分貝傳感器模塊(6)由分貝信號采集模塊(17)、分貝信號處理轉(zhuǎn)換模塊(18)、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(19)、信號收發(fā)控制模塊(20)和整流抗干擾電路(21)組成。分貝信號采集模塊(17)的信號輸出端與分貝信號處理轉(zhuǎn)換模塊(18)的信號輸入端連接，分貝信號處理轉(zhuǎn)換模塊(18)的信號輸出端連接有模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(19)的信號輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(19)的信號輸出端連接到信號收發(fā)控制模塊(20)的輸入端，信號收發(fā)控制模塊(20)的信號輸出端連接到整流抗干擾電路(21)的輸入端，整流抗干擾電路(21)的輸出端為作為整個分貝傳感器模塊￠)的信號輸出端連接到微處理器(7)上。如圖6所示上述的電源模塊(3)由太陽能充電模塊(22)、穩(wěn)壓電路(23)、控制電路(24)和蓄電池(25)組成。太陽能充電模塊(22)接受光照并充電，太陽能充電模塊(22) 的輸出端連接到穩(wěn)壓電路(23)的輸入端，穩(wěn)壓電路(23)的輸出端連接到控制電路(24)的輸入端，控制電路(24)的輸出端連接到蓄電池(25)的輸入端，蓄電池(25)的輸出端連接到溫度傳感器模塊(4)、濕度傳感器模塊(5)、分貝傳感器模塊(6)和無線射頻收發(fā)模塊(8) 上。綜上所述，本發(fā)明是一種用于對森林環(huán)境進(jìn)行溫度、濕度和分貝監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。本發(fā)明包含多個自組織多跳無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過無線方式與后臺處理系統(tǒng)(即監(jiān)測服務(wù)器(2))關(guān)聯(lián)，組成森林環(huán)境效益監(jiān)測系統(tǒng)。在溫度、濕度和分貝監(jiān)測裝置(I)上電之后，其處于一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，該溫度、濕度和分貝監(jiān)測裝置(I)會嘗試與其他已經(jīng)接入網(wǎng)絡(luò)的溫度、濕度和分貝監(jiān)測裝置(I)進(jìn)行通信，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)定義的數(shù)據(jù)傳輸路由方式納入網(wǎng)絡(luò)，并建立自身路由表信息。路由表指明了該節(jié)點(diǎn)為了將數(shù)據(jù)發(fā)送至后臺處理系統(tǒng)需要傳輸?shù)南乱惶?jié)點(diǎn)編號。運(yùn)行于各節(jié)點(diǎn)上的溫度、濕度和分貝監(jiān)測裝置⑴硬件上的后臺服務(wù)程序會獲取微處理器收到的數(shù)據(jù)信息，并對信息進(jìn)行分析存儲。溫度傳感器模塊(4)、濕度傳感器模塊
(5)和分貝傳感器模塊(6)通過與微處理器(7)連接，分別向微處理器(7)提供數(shù)據(jù)，微處理器(7)通過無線射頻收發(fā)模塊(8)將數(shù)據(jù)向其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行發(fā)送，并利用多跳方式最終傳送至后臺處理系統(tǒng)。處于各節(jié)點(diǎn)上的溫度、濕度和分貝監(jiān)測裝置(I)能夠接受后臺處理系統(tǒng)發(fā)送的控制指令，動態(tài)調(diào)整傳感數(shù)據(jù)收集的各個頻率。溫度、濕度和分貝監(jiān)測裝置⑴在接入網(wǎng)絡(luò)之后，可以接納其他節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)。在自己傳輸數(shù)據(jù)的同時,也能夠做為其他節(jié)點(diǎn)的中繼傳輸數(shù)據(jù)。后臺處理系統(tǒng)能夠?qū)κ占降臄?shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理及存儲。后臺處理系統(tǒng)對所收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，對由于節(jié)點(diǎn)故障或傳輸故障出現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾；根據(jù)溫度、濕度和分貝監(jiān)測裝置(I)所處節(jié)點(diǎn)位置及其回傳的數(shù)據(jù)生成相應(yīng)的統(tǒng)計圖表；對正?；貍鞯臄?shù)據(jù)進(jìn)行存儲，以利于后續(xù)使用。本發(fā)明的后臺處理系統(tǒng)能夠通過人工發(fā)送指令，分別動態(tài)設(shè)置溫度、濕度和分貝數(shù)據(jù)采集的頻率。實(shí)施例2 :移動三維定位無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計實(shí)例本實(shí)施例的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)主要電路包含主處理模塊、視頻傳感及處理模塊、信號收發(fā)模塊，以及溫濕度傳感，加速度傳感器其基其它必要擴(kuò)展。該系統(tǒng)可完成對溫濕度的檢測、視頻圖像獲取功能、捕獲自毀功能。并且通過無線通訊方式，將相應(yīng)信息傳送到監(jiān)測服務(wù)器進(jìn)行進(jìn)一步的處理。系統(tǒng)硬件還支持以下功能關(guān)閉非核心模塊，以節(jié)省電能；信息安全編譯控制功能；定位等等。各個芯片的工作溫度區(qū)間基本在_40°C到85°C之間，故全系統(tǒng)也可在該溫度范圍內(nèi)工作，滿足了應(yīng)用需求。系統(tǒng)中主模塊主要協(xié)調(diào)各模塊工作。主處理模塊(包含溫濕度傳感器和加速度傳感器)主要Ul選用了 PIC18F8720單片機(jī)。該MCU具有Ik字節(jié)的數(shù)據(jù)EEPR0M，最高可達(dá)40MHz工作頻率，16位寬指令，8位寬數(shù)據(jù)等特點(diǎn)。而在本系統(tǒng)的應(yīng)用中，文中擴(kuò)展了 U2模塊8K*8的RAM和U3模塊16Κ*8的EPR0M。 PIC使用H、E、D的尋址引腳，對擴(kuò)展程序和數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行尋址。由于最耗資源的視頻獲取發(fā)送模塊有相應(yīng)的支持硬件，故主模塊的兩塊擴(kuò)展芯片采用間歇工作模式，以節(jié)省電量。 Pic的F 口用作數(shù)據(jù)交換，A 口完成對兩擴(kuò)展芯片的控制動作。主處理模塊功能強(qiáng)大，可滿足系統(tǒng)的復(fù)雜性要求。另外系統(tǒng)還包含有U4模塊SHT71溫濕度傳感器。SHT71為插針型溫濕度傳感器芯片，可測定濕度測量范圍0 100% RH ;溫度測量范圍-40 +123. 8°C ;濕度測量精度±3.0% RH;溫度測量精度±0.4°C ;響應(yīng)時間< 8s ;低功耗(typ. 30 μ W)；可完全浸沒等特點(diǎn)。U5是3052加速度傳感器，當(dāng)無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)被截獲時，加速度傳感器檢測到異常振動，可通過觸發(fā)自毀信號完成系統(tǒng)內(nèi)重要信息的銷毀。如圖7為本發(fā)明實(shí)施例2的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(不含電源模塊)電路原理圖； 圖8為本發(fā)明實(shí)施例2的主處理模塊(包含溫濕度傳感器和加速度傳感器)電路原理圖。實(shí)施例3 :視頻無線響應(yīng)式傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計實(shí)例本實(shí)施例公開了一種向網(wǎng)絡(luò)視頻需求提供實(shí)時視頻響應(yīng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。圖9 為本發(fā)明實(shí)施例3的視頻獲取和處理模塊電路原理圖；主要包含U2模塊一個8051MCU和 Ul模塊U5模塊兩個FPGA，U4模塊一個擴(kuò)展8M FLASH存儲芯片，和U3模塊一個MT9T001 圖像傳感芯片。MT9T001由Micron公司生產(chǎn)，1/2英寸300萬像素數(shù)字CMOS圖像傳感器， 像素大小3. 2 μ mX 3. 2 μ m，內(nèi)部集成有2048HX 1536V有效像素的感光陣列，模擬/數(shù)字增益控制，命令控制寄存器，時序和控制電路，IObit A/D轉(zhuǎn)換電路，8051系列單片機(jī)；選用兩個FPGA模塊Ul在圖像傳感器和8051MCU之間完成大部分復(fù)雜處理工作，只在MCU的控制下對圖像傳感器進(jìn)行控制。而FPGA模塊U5則主要完成Ul輸出視頻信號的預(yù)處理，進(jìn)而在中心模塊的控制下直接將信號交給信號發(fā)送模塊完成信息向監(jiān)測服務(wù)器的交換。接到任意網(wǎng)絡(luò)終端的指令后，所述設(shè)備通過實(shí)施例2的系統(tǒng)向該網(wǎng)絡(luò)終端發(fā)送視頻信號。實(shí)施例4 :一種太陽能供電的環(huán)境監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)如圖10的電池電路原理圖；V1為向系統(tǒng)供電的蓄電池，圖中左端兩個引線接口可連到太陽能電池完成對蓄電池的充電。實(shí)施例5 :—種預(yù)存和隨機(jī)指令響應(yīng)型環(huán)境監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)如圖11，U2為J04E，U4為PT2272編解碼芯片。PT2262/2272是一種CMOS工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路芯片。接收模塊J04E接收信號后，進(jìn)行解調(diào)、放大和整形，恢復(fù)出基帶信號，由輸出端輸出，接收頻率均為315MHz。接收模塊將收到的信號進(jìn)行解調(diào)，然后送入解碼器PT2272解碼，解碼出4位并行數(shù)據(jù)，經(jīng)單片機(jī)處理后可做進(jìn)一步處理。 如圖12，Ul為F05C，U3為PT2262編解碼芯片。PT2262/2272是一種CMOS工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路芯片。H)5C將基帶信號經(jīng)高頻載波電路調(diào)制后，通過天線向空間輻射，發(fā)射為315MHz。單片機(jī)將4位并行數(shù)據(jù)輸出至編碼器PT2262，PT2262對4位并行數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，轉(zhuǎn)換成串行信號送入發(fā)射模塊H)5C，通過天線發(fā)射出去。該模塊具有極低功耗，工作電壓比較低(2. 6V 4. 5V)，最佳工作電壓為3. 5V，3V時只消耗O. 2mA電流，可長期處于守機(jī)狀態(tài)。最大發(fā)射距離可達(dá)250m。實(shí)施例6 :具有智能路由和休眠喚醒功能的環(huán)境監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)如圖13，本實(shí)施例的中心節(jié)點(diǎn)模塊Ul選用PIC18F8720單片機(jī)。該MCU具有Ik字節(jié)的數(shù)據(jù)EEPR0M，最高可達(dá)40MHz工作頻率，16位寬指令，8位寬數(shù)據(jù)。U2模塊包括8K*8 的RAM ；U3模塊包括16K*8的EPROM。PIC使用H、E、D的尋址引腳，對擴(kuò)展程序和數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行尋址。中心節(jié)點(diǎn)模塊的兩塊擴(kuò)展芯片采用間歇工作模式，以節(jié)省電量。PIC的F 口用作數(shù)據(jù)交換，A 口完成對兩擴(kuò)展芯片的控制動作。中心節(jié)點(diǎn)模塊功能強(qiáng)大，可完成傳感器網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)測服務(wù)器之間的信息中繼等功能。U5是3052加速度傳感器，當(dāng)無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)被截獲時，加速度傳感器檢測到異常振動，通過觸發(fā)自毀信號完成系統(tǒng)內(nèi)重要信息的銷毀。實(shí)施例7 :具有芯片自毀功能的環(huán)境監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)如圖14，J1連接低壓電源，通過控制三極管柵極開關(guān)時間比可在J2 口獲得所需高電壓然后將高壓加到相應(yīng)芯片引腳可燒毀相應(yīng)芯片實(shí)現(xiàn)自毀。在緊急情況下，設(shè)備可自毀芯片，保護(hù)軟件和數(shù)據(jù)，保護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全。實(shí)施例8 :具有三維定位功能的環(huán)境監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)如圖15，Jl連接相應(yīng)的可發(fā)送超聲信號的喇叭。通過控制三極管Q3的柵極可實(shí)現(xiàn)發(fā)送超聲脈沖，進(jìn)行測距。如圖16，Jl 口連接可接收超聲信號的喇叭。J2 口輸出接收到的超聲脈沖信號，可將信號送入單片機(jī)或相應(yīng)電路做進(jìn)一步的處理。所述超聲發(fā)射接收電路結(jié)合到一起可以實(shí)現(xiàn)超聲信號的發(fā)送和接收進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)測距，實(shí)現(xiàn)三維定位。
權(quán)利要求
1.一種基于環(huán)境效益監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息處理方法，其特征在于，包括如下步驟51.安裝或調(diào)用后臺處理系統(tǒng)的中心節(jié)點(diǎn)、轉(zhuǎn)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)或監(jiān)測服務(wù)器啟動后，根據(jù)其預(yù)設(shè)的程序，或者人工輸入的命令，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳來的命令,或者主動或被動喚醒電路，使所述中心節(jié)點(diǎn)、轉(zhuǎn)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)或監(jiān)測服務(wù)器的數(shù)據(jù)收發(fā)模塊處于持續(xù)或間歇的監(jiān)聽模式，收集無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集節(jié)點(diǎn)上的監(jiān)測裝置傳來的數(shù)據(jù)；同時，52.后臺處理系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)的程序，或者人工輸入的命令，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳來的命令， 或者主動或被動喚醒電路發(fā)送指令時，所述中心節(jié)點(diǎn)、轉(zhuǎn)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)或監(jiān)測服務(wù)器以廣播方式向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集節(jié)點(diǎn)傳送所述指令。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于環(huán)境效益監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息處理方法，其特征在于，所述SI中監(jiān)測裝置傳來的數(shù)據(jù)至少包括如下信息中的一項傳感器采集的數(shù)據(jù)、 傳感器更新的數(shù)據(jù)、采集節(jié)點(diǎn)的硬件身份、采集節(jié)點(diǎn)的設(shè)備狀態(tài)，采集節(jié)點(diǎn)的距離、角度、高度、位置，采集節(jié)點(diǎn)的移動軌跡、采集節(jié)點(diǎn)的歷史路由、響應(yīng)S2中指令的數(shù)據(jù)；所述S2中的指令至少包括如下指令中的一項定位、強(qiáng)制路由、身份驗證、采集數(shù)據(jù)、更新數(shù)據(jù)、強(qiáng)制清除、設(shè)備自毀、并行命令、連鎖命令。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于環(huán)境效益監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息處理方法，其特征在于，還包括如下步驟S 3.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集節(jié)點(diǎn)上的監(jiān)測裝置加電后，根據(jù)其預(yù)設(shè)的程序，或者人工輸入的命令，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳來的命令，或者S2中的指令，或者主動或被動喚醒電路，持續(xù)性地，或間歇性地，或重復(fù)性地廣播其采集、更新、緩存、存儲、運(yùn)算的信息；其他采集節(jié)點(diǎn)上的監(jiān)測裝置接收到所述信息后，將這一節(jié)點(diǎn)加入其鄰居列表中；同時，根據(jù)缺省的路由協(xié)議更新其路由表。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于環(huán)境效益監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息處理方法，其特征在于，所述S3中采集的信息產(chǎn)生、處理過程是.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集節(jié)點(diǎn)上的傳感器模塊根據(jù)各自缺省設(shè)置的采樣頻率不斷對應(yīng)收集環(huán)境中的數(shù)據(jù)信息；通過微處理器的處理，將所述數(shù)據(jù)信息通過無線射頻收發(fā)模塊發(fā)送給路由表中的下一跳節(jié)點(diǎn)；某下一節(jié)點(diǎn)接收到所述采集節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)信息后，根據(jù)自身路由表信息，將這一數(shù)據(jù)信息發(fā)送至路由表中指定的下一跳節(jié)點(diǎn)；所述數(shù)據(jù)信息被傳輸至后臺處理系統(tǒng)的無線收發(fā)模塊后，所述后臺處理系統(tǒng)的微處理器將所述數(shù)據(jù)信息傳輸至后臺服務(wù)程序；所述后臺服務(wù)程序進(jìn)行對所述數(shù)據(jù)信息進(jìn)行融合分析、處理、存儲、轉(zhuǎn)送。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于環(huán)境效益監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息處理方法，其特征在于，所述傳感器模塊為可擴(kuò)展、可更新的物理傳感單元，每個傳感單元擁有獨(dú)立、唯一的硬件身份，所述硬件身份包含所述傳感器模塊所在的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集節(jié)點(diǎn)的位置信肩、O
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于環(huán)境效益監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息處理方法，其特征在于，所述物理傳感單元為一個溫度檢測裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于環(huán)境效益監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息處理方法，其特征在于，所述物理傳感單元為一個濕度檢測裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于環(huán)境效益監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息處理方法，其特征在于，所述物理傳感單元為一個分貝檢測裝置。
9.應(yīng)用權(quán)利要求I至5中任一項信息處理方法的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)包括至少一個中心節(jié)點(diǎn)、轉(zhuǎn)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)或監(jiān)測服務(wù)器，以及至少一個采集節(jié)點(diǎn)；所述系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)包括關(guān)聯(lián)到、包含在或安裝在所述后臺處理系統(tǒng)中的定位模塊、存儲模塊、數(shù)據(jù)信息融合分析模塊、強(qiáng)制路由設(shè)置模塊、身份驗證模塊、采集數(shù)據(jù)指令包生成模塊、更新數(shù)據(jù)指令包生成模塊、強(qiáng)制清除指令包生成模塊、設(shè)備自毀指令包生成模塊、并行命令生成模塊、連鎖命令生成模塊、信息安全監(jiān)控模塊、時間同步控制模塊，還包括關(guān)聯(lián)到、包含在或安裝在所述后臺處理系統(tǒng)中的位置計算模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)安全管理模塊、能量管理模塊、硬件管理模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述采集節(jié)點(diǎn)包括至少一個溫度傳感器模塊，所述溫度傳感器模塊由溫度信號采集模塊、溫度信號處理轉(zhuǎn)換模塊、信號收發(fā)控制模塊和整流抗干擾電路組成，所述溫度信號采集模塊的信號輸出端與溫度信號處理轉(zhuǎn)換模塊的信號輸入端連接，溫度信號處理轉(zhuǎn)換模塊的信號輸出端連接有信號收發(fā)控制模塊的信號輸入端，信號收發(fā)控制模塊的信號輸出端連接到整流抗干擾電路的輸入端，所述整流抗干擾電路的信號輸出端為作為整個溫度傳感器模塊的信號輸出端連接到微處理器上。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述采集節(jié)點(diǎn)包括至少一個濕度傳感器模塊，所述濕度傳感器模塊由濕度信號采集模塊、濕度信號處理轉(zhuǎn)換模塊、信號收發(fā)控制模塊和整流抗干擾電路組成，所述濕度信號采集模塊的信號輸出端與濕度信號處理轉(zhuǎn)換模塊的信號輸入端連接，濕度信號處理轉(zhuǎn)換模塊的信號輸出端連接有信號收發(fā)控制模塊的信號輸入端，信號收發(fā)控制模塊的信號輸出端連接到整流抗干擾電路的輸入端，所述整流抗干擾電路的信號輸出端為作為整個濕度傳感器模塊的信號輸出端連接到微處理器上。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述采集節(jié)點(diǎn)包括至少一個分貝傳感器模塊，所述分貝傳感器模塊由分貝信號采集模塊、分貝信號處理轉(zhuǎn)換模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和信號收發(fā)控制模塊組成，所述分貝信號采集模塊的信號輸出端與分貝信號處理轉(zhuǎn)換模塊的信號輸入端連接，分貝信號處理轉(zhuǎn)換模塊的信號輸出端連接有數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的信號輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的信號輸出端連接到信號收發(fā)控制模塊的輸入端，信號收發(fā)控制模塊的信號輸出端連接到整流抗干擾電路的輸入端，所述整流抗干擾電路的輸出端為作為整個分貝傳感器模塊的信號輸出端連接到微處理器上。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述采集節(jié)點(diǎn)包括至少一個電源模塊， 所述電源模塊由太陽能充電模塊、穩(wěn)壓電路、控制電路和蓄電池組成，所述的太陽能充電模塊接受光照并充電，太陽能充電模塊的輸出端連接到穩(wěn)壓電路的輸入端，穩(wěn)壓電路的輸出端連接到控制電路的輸入端，控制電路的輸出端連接到蓄電池的輸入端，蓄電池的輸出端連接到溫度傳感器模塊、濕度傳感器模塊、分貝傳感器模塊和無線射頻收發(fā)模塊上以提供電能。
14.應(yīng)用權(quán)利要求I至5中任一項信息處理方法的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)向所述中心節(jié)點(diǎn)、轉(zhuǎn)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)或監(jiān)測服務(wù)器發(fā)送命令，使所述中心節(jié)點(diǎn)、轉(zhuǎn)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)或監(jiān)測服務(wù)器啟用監(jiān)聽模式，或者啟用指令發(fā)送模式。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)包括局域網(wǎng)、VPN、互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、3G網(wǎng)、4G網(wǎng)、廣電網(wǎng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括手機(jī)、平板電腦、計算機(jī)、筆記本電腦、GPS導(dǎo)航儀、移動電視、電視機(jī)、移動手持通訊設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于環(huán)境效益監(jiān)測傳感網(wǎng)絡(luò)的信息處理方法及其系統(tǒng)和設(shè)備，其特征在于，所述方法包括如下步驟S1.安裝或調(diào)用后臺處理系統(tǒng)的中心節(jié)點(diǎn)、轉(zhuǎn)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)或監(jiān)測服務(wù)器啟動后，根據(jù)其預(yù)設(shè)的程序，或者人工輸入的命令，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳來的命令，或者主動或被動喚醒電路，使所述中心節(jié)點(diǎn)、轉(zhuǎn)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)或監(jiān)測服務(wù)器的數(shù)據(jù)收發(fā)模塊處于持續(xù)或間歇的監(jiān)聽模式，收集無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集節(jié)點(diǎn)上的監(jiān)測裝置傳來的數(shù)據(jù)；同時，S2.后臺處理系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)的程序，或者人工輸入的命令，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳來的命令，或者主動或被動喚醒電路發(fā)送指令時，所述中心節(jié)點(diǎn)、轉(zhuǎn)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)或監(jiān)測服務(wù)器以廣播方式向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集節(jié)點(diǎn)傳送所述指令。所述系統(tǒng)和設(shè)備面向開放式指令和服務(wù)。本發(fā)明的技術(shù)適合應(yīng)用于“感知中國”、“智慧的地球”等WSN工程。
文檔編號H04W84/18GK102595392SQ201110364008
公開日2012年7月18日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者吳曉平, 周國模, 周素茵, 胡軍國 申請人:吳曉平