远洋船舶智能监控系统技术方案

本发明专利技术提供了远洋船舶智能监控系统，包括无线传感器网络、监测中心、移动终端，所述无线传感器网络与所述监测中心通信连接，所述监测中心与所述移动终端通信连接，且所述监测中心还与至少一个卫星通信终端通信连接。

【技术实现步骤摘要】
远洋船舶智能监控系统
本专利技术涉及船舶监测
，具体涉及远洋船舶智能监控系统。
技术介绍
无线传感器网络是由大量无线传感器节点以自组织方式构成的网络，它具有传感器节点密度高、网络拓扑变化频繁以及节点功率、计算能力和数据存储能力有限等特点，使得无线传感器网络在环境监测军事、医疗健康、家庭智能监控和其他商业领域有着广泛的应用前景。目前并没有一种基于无线传感器网络实现对船舶的远程监控，实现船舶安全监控的自动化和实时化的技术手段。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供远洋船舶智能监控系统。本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：提供了远洋船舶智能监控系统，包括无线传感器网络、监测中心、移动终端，所述无线传感器网络与所述监测中心通信连接，所述监测中心与所述移动终端通信连接，且所述监测中心还与至少一个卫星通信终端通信连接。其中，所述无线传感器网络包括汇聚节点和多个传感器节点，多个传感器节点采集环境参数，汇聚节点汇聚多个传感器节点的环境参数并发送至所述监测中心；多个传感器节点被分为多个簇，每个簇设置一个簇首节点，簇首节点收集簇内传感器节点的环境参数后，将收集的环境参数发送至汇聚节点。其中，所述数据辅助转发节点在接收的环境参数量达到设定的数据量阈值时，将接收的环境参数发送至所属的簇首节点；簇首节点接收的所有环境参数被传递至汇聚节点。优选地，所述传感器节点包括微处理器单元、通信单元及电源管理单元。优选地，所述环境参数包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、加速度中的任一种或者任多种。本专利技术的有益效果为：采用无线传感器网络和移动终端实现对船舶的远程监控，实现了船舶安全监控的自动化和实时化，减少了不必要的人员伤亡又能够让管理人员实时掌握关键的数据，大大减小了危害发生的可能性，提高船舶安全管理水平。附图说明利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是本专利技术一个示例性实施例的远洋船舶智能监控系统的结构示意框图；图2是本专利技术一个示例性实施例的传感器节点的结构示意框图。附图标记：无线传感器网络1、监测中心2、移动终端3、卫星通信终端4、微处理器单元10、通信单元20、电源管理单元30。具体实施方式结合以下实施例对本专利技术作进一步描述。参见图1，本专利技术实施例提供了远洋船舶智能监控系统，无线传感器网络1、监测中心2、移动终端3，所述无线传感器网络1与所述监测中心2通信连接，所述监测中心2与所述移动终端3通信连接，且所述监测中心2还与至少一个卫星通信终端4通信连接；无线传感器网络1采集远洋船舶所处区域的环境参数，所述监测中心2对所述环境参数进行分析、存储，并将其发送给移动终端3以及所述卫星通信终端4。其中，所述环境参数包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、加速度中的任一种或者任多种。其中，所述无线传感器网络1包括汇聚节点和多个传感器节点，多个传感器节点采集环境参数，汇聚节点汇聚多个传感器节点的环境参数并发送至所述监测中心2；各传感器节点通过周期性地交换信息获取邻居节点标识及位置信息，所述的邻居节点为处于传感器节点传输范围内的其他传感器节点；多个传感器节点被分为多个簇，每个簇设置一个簇首节点，簇首节点收集簇内传感器节点的环境参数后，将收集的环境参数发送至汇聚节点。在一种能够实施的方式中，如图2所示，所述传感器节点包括微处理器单元10、通信单元20及电源管理单元30。本专利技术上述实施例采用无线传感器网络和移动终端实现对船舶的远程监控，实现了船舶安全监控的自动化和实时化，减少了不必要的人员伤亡又能够让管理人员实时掌握关键的数据，大大减小了危害发生的可能性，提高船舶安全管理水平。在一种实施方式中，可基于LEACH协议进行传感器节点的分簇，或者基于其他现有的路由协议进行分簇，本实施例对具体的分簇方式不作限定。在一种实施方式中，簇内的传感器节点将采集的环境参数传送至对应的簇首节点，包括：(1)设向簇首节点发送所采集的环境参数的传感器节点为源节点，源节点确定其到对应簇首节点的传输路径长度y；(2)若y≤1，源节点直接将环境参数传输至对应簇首节点；若y＞1，源节点在其邻居节点中选择一个邻居节点作为下一跳，即为该跳的目的节点，源节点采用直接传输方式或者通过协作传输的方式将所采集的环境参数发送至目的节点；(3)将该跳的目的节点视为下一跳的源节点，令y＝y-1，该下一跳的源节点执行(2)，直至环境参数被传递至簇首节点。其中，设置y的计算公式为：式中，Hi，o为源节点i到对应簇首节点的距离，Hx，o为所述对应簇首节点到其簇内第x个传感器节点的距离，no为所述对应簇首节点簇内传感器节点的数量；片min为预设的距离下限，int为取整函数；int表示取整。其中，源节点采用直接传输方式或者通过协作传输的方式将所采集的环境参数发送至目的节点，包括：(1)源节点在第一次发送环境参数给其目的节点时，通过协作传输的方式将环境参数传递至该跳的目的节点，并计算过程中的能量消耗，得到第一能量消耗；(2)在第二次发送环境参数时，源节点直接将环境参数发送至该跳的目的节点，并计算过程中的能量消耗，得到第二能量消耗；(3)源节点比较所述第一能量消耗和第二能量消耗，若所述第一能量消耗小于第二能量消耗，在后续的环境参数传输时，源节点均通过协作节点协作传输的方式将环境参数传递至该跳的目的节点；若所述第一能量消耗不小于第二能量消耗，在后续的环境参数传输时，源节点直接将环境参数发送至该跳的目的节点，其中每次发送的环境参数的数量相同。本实施例中，根据源节点到对应簇首节点的传输路径长度来确定用于转发环境参数的下一跳节点的数目，从而限定了传输环境参数的跳数，有利于避免多跳传输过程中的能量浪费。本实施例中，源节点将环境参数发送至目的节点时，在开始时通过直接传输方式、通过协作传输的方式这两种方式来传输环境参数，从而能够便捷获取该两种方式的能耗，源节点还将能耗最小的传输方式作为后续环境参数传递的方式，有利于降低环境参数传输的能耗。在一个实施例中，所述通过协作传输的方式将环境参数传递至该跳的目的节点，具体为：(1)源节点在其邻居节点中选择n个邻居节点作为协作节点，当源节点的邻居节点数目小于n时，选择全部邻居节点作为源节点的协作节点；(2)源节点利用多元正交幅度调制的方式调制环境参数，然后将经调制的环境参数以广播的方式传递给它的各个协作节点；(3)源节点及其各协作节点对环境参数进行压缩编码后，将压缩编码后的环境参数传递至目的节点。其中，由簇首节点对压缩编码后的环境参数进行译码，以重构环境参数。其中，协作节点的数目按照下列公式确定：式中，Z为网络中部署的传感器节点数量，C为所述监测区域的面积，Hw为源节点到其目的节点的距离。本实施例设定了单跳协作传输环境参数的具体方式，其中根据源节点到目的节点的距离，设定了协作节点的数目确定公式，从而源节点能够根据该公式确定单跳协作传输的具体参数。通过源节点和各协作节点对环境参数进行压缩编码再发送至目的节点，有益于节省环境参数收集能耗。在一个实施例中，源节点在其邻居节点中选择n个邻居节点作为协作节点，包括：计算各邻居节点的优势值，按照优势值从大到小的顺序对各邻居节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.远洋船舶智能监控系统，其特征是，包括无线传感器网络、监测中心、移动终端，所述无线传感器网络与所述监测中心通信连接，所述监测中心与所述移动终端通信连接，且所述监测中心还与至少一个卫星通信终端通信连接。

【技术特征摘要】
1.远洋船舶智能监控系统，其特征是，包括无线传感器网络、监测中心、移动终端，所述无线传感器网络与所述监测中心通信连接，所述监测中心与所述移动终端通信连接，且所述监测中心还与至少一个卫星通信终端通信连接。2.根据权利要求1所述的远洋船舶智能监控系统，其特征是，所述无线传感器网络包括汇聚节点和多个传感器节点，多个传感器节点采集环境参数，汇聚节点汇聚多个传感器节点的环境参数并发送至所述监测中心；多个传感器节点被分为多个簇，每个簇设置一个簇首节点，簇首节点收集簇内传感器节点的环境参数后，将收集的环境参数发送至汇聚节点。3.根据权利要求2所述的远洋船舶智能监控系统，其特征是，所述传感器节点包括微处理器单元、通信单元及电源管理单元。4.根据权利要求1所述的远洋船舶智能监控系统，其特征是，所述环境参数包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、加速度中的任一种或者任多种。5.根据权利要求2所述的远洋船舶智能监控系统，其特征是，簇内的传感器节点将采集的环境参数传送至对应的簇首节点，包括：(1)设向簇首节点发送所采集的环境参数的传感器节点为源节点，源节点确定其到对应簇首节点的传输路径长度y；(2)若y≤1，源节点直接将环境参数传输至对应簇首节点；若y＞1，源节点在其邻居节点中选择一个邻居节点作为下一跳，即为该跳的目的节点，源节点采...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：东莞方凡智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44