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1、(10)申请公布号 CN 104065757 A (43)申请公布日 2014.09.24 CN 104065757 A (21)申请号 201410337783.2 (22)申请日 2014.07.16 H04L 29/08(2006.01) H04W 84/18(2009.01) (71)申请人 中国测绘科学研究院 地址 100830 北京市海淀区莲花池西路 28 号 (72)发明人 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 (74)专利代理机构 北京市盈科律师事务所 11344 代理人 刘立国 (54) 发明名称 监控空间动态要素的多。
2、网协同工作方法 (57) 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。 (51)Int.Cl. 权利要求书。
3、 2 页 说明书 4 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 附图4页 (10)申请公布号 CN 104065757 A CN 104065757 A 1/2 页 2 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。
4、工作方法， 其特征在于， 包括 以下具体步骤 ： 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 ； S2. 确定所述动态要素的参数范围， 初始化各个网络状态 ； 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 ； S4.2 号网络接收到工作。
5、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 ； 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。 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。
6、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。
7、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。
8、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 ： 权 利 要 求 书 CN 104065757 A 2 2/2 页 3 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 ； S42. 是的话， 再根据 ID 判断此指令是发给哪个网络的 ； 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。 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。
9、息参数超出门 限值， 则开始 进入下一个监测周期。 权 利 要 求 书 CN 104065757 A 3 1/4 页 4 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。
10、。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。
11、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 ； 。
12、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。
13、完成整个监测任务。 说 明 书 CN 104065757 A 4 2/4 页 5 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。
14、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 。
15、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。
16、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。 附图说明 0034 图 1 是本发明的监测系统的整体示意图 ； 说 明 。
17、书 CN 104065757 A 5 3/4 页 6 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。
18、网络 ； a-1号区域 ； b-2号区域 ； c-3号区域 ； 100-服 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 100 作为整个监测系统的中枢 ； 该服务器 100 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。
19、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。
20、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 模式指令 ； 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。
21、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、 说 明 书 CN 104065757 A 6 4/4 页 7 数据段和终止符。数据段至少包括一个字节。 0054 其中， 服。
22、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。
23、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 ； 00。
24、61 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。 0065 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。 。
25、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。 说 明 书 CN 104065757 A 7 1/4 页 8 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 104065757 A 8 2/4 页 9 图 4 说 明 书 附 图 CN 104065757 A 9 3/4 页 10 图 5 说 明 书 附 图 CN 104065757 A 10 4/4 页 11 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 104065757 A 11 。