一种基于WSN技术的酒厂储酒罐温度监测系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于WSN技术的酒厂储酒罐温度监测系统，包括温度监测子系统、监控中心和用户终端，所述的温度监测子系统、用户终端分别与监控中心通信连接；所述的温度监测子系统包括基站和多个安装在储罐上的传感器节点，基站和多个传感器节点通过自组织方式构成一个用于感知和采集储酒罐温度数据的无线传感器网络。本发明专利技术使得用户能够实时获取酒厂储酒罐的相关信息。

【技术实现步骤摘要】
一种基于WSN技术的酒厂储酒罐温度监测系统
本专利技术涉及储存罐监测
，具体涉及一种基于WSN技术的酒厂储酒罐温度监测系统。
技术介绍
储酒罐是酒厂酿酒的重要设施。户外环境中，储酒罐的温度参数关系到生产工艺；密闭的储酒罐采用射线仪对罐内酒精液位进行测量，射线仪的放射性会对工作人员造成伤害。因此对户外的储酒罐进行定时监控，以保证酒精在最佳环境下发酵，成为实现生产自动化高效化的关键环节。传统的温度检测系统多采用导线连接，在传感器至信号处理器之间需要大量的电缆，而在户外无人地区进行大量的布线十分困难，加之大多数监控多采用人工管理，从而不可避免的存在测控精度低、劳动强度大和测控不及时等弊端，容易造成不可弥补的损失。而结果不但大大增加了成本，浪费了人力资源，而且很难达到预期的效果。无线传感器网络是一种新型的信息获取技术，由众多具有感知、处理和无线通信能力的微型化传感器节点相互通信、相互协作形成一个自组织网络，完成特定的应用任务。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种基于WSN技术的酒厂储酒罐温度监测系统。本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：提供了一种基于WSN技术的酒厂储酒罐温度监测系统，包括温度监测子系统、监控中心和用户终端，所述的温度监测子系统、用户终端分别与监控中心通信连接；所述的温度监测子系统包括基站和多个安装在储罐上的传感器节点，基站和多个传感器节点通过自组织方式构成一个用于感知和采集储酒罐温度数据的无线传感器网络；传感器节点采集的储酒罐温度数据最终传送到基站，进而由基站将接收到的储酒罐温度数据传送到监控中心；所述的监控中心用于存储储酒罐温度数据和其他储酒罐信息，并用于对储酒罐温度数据进行分析处理；各传感器节点通过分簇路由协议划分为多个簇，每个簇包括一个第一簇头和一个第二簇头，第一簇头用于聚合簇内传感器节点采集的储酒罐温度数据，第二簇头用于接收第一簇头发送的聚合的储酒罐温度数据，并将接收的聚合的储酒罐温度数据通过多跳路由的方式发送至基站。优选地，传感器节点内设有温度传感器。本专利技术的有益效果为：基于无线传感器网络技术设计了酒厂储酒罐温度监测系统，实现了储酒罐温度的实时无线监测，使得用户能够利用用户终端访问监控中心以实时获取酒厂储酒罐的相关信息；由于采用无线传输方式，本系统相比有线系统安装更加简便，减少了传统信息获取过程中受时间和空间等因素的限制。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是本专利技术一个实施例的酒厂储酒罐温度监测系统结构示意框图；图2是本专利技术一个实施例的监控中心的结构示意框图。附图标记：温度监测子系统1、监控中心2、用户终端3、数据存储单元10、数据处理单元20、通信单元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，本实施例提供的酒厂储酒罐温度监测系统，包括温度监测子系统1、监控中心2和用户终端3，所述的温度监测子系统1、用户终端3分别与监控中心2通信连接；所述的温度监测子系统1包括基站和多个安装在储罐上的传感器节点，基站和多个传感器节点通过自组织方式构成一个用于感知和采集储酒罐温度数据的无线传感器网络；传感器节点采集的储酒罐温度数据最终传送到基站，进而由基站将接收到的储酒罐温度数据传送到监控中心2；所述的监控中心2用于存储储酒罐温度数据和其他储酒罐信息，并用于对储酒罐温度数据进行分析处理；各传感器节点通过分簇路由协议划分为多个簇，每个簇包括一个第一簇头和一个第二簇头，第一簇头用于聚合簇内传感器节点采集的储酒罐温度数据，第二簇头用于接收第一簇头发送的聚合的储酒罐温度数据，并将接收的聚合的储酒罐温度数据通过多跳路由的方式发送至基站。其中，用户终端3可以通过访问监控中心2查看储酒罐温度数据以及对储酒罐温度数据的分析处理结果。在一个实施例中，如图2所示，所述的监控中心2包括数据存储单元10、数据处理单元20、通信单元30，数据存储单元10、通信单元30皆与数据处理单元20连接；所述的数据存储单元10用于存储储酒罐温度数据和其他储酒罐信息；所述的数据处理单元20用于将储酒罐温度数据与预设的标准阈值进行比较，输出异常的储酒罐温度数据；所述通信单元30用于实现监控中心2与用户终端3、温度监测子系统1之间的数据通信。其中，储酒罐温度数据为异常指的是该储酒罐温度数据超出预设的标准阈值。可选地，传感器节点内设有温度传感器。本专利技术上述实施例基于无线传感器网络技术设计的酒厂储酒罐温度监测系统，实现了储酒罐温度的实时无线监测，使得用户能够利用用户终端访问监控中心以实时获取酒厂储酒罐的相关信息；由于采用无线传输方式，本系统相比有线系统安装更加简便，减少了传统信息获取过程中受时间和空间等因素的限制。在一个实施例中，所述的分簇路由协议具体包括：(1)传感器节点接收基站广播的信标数据包，确定自身到基站的距离，并记录接收到基站广播的信标数据包的时间，其中信标数据包包括由基站设定的各传感器节点接收信标数据包的理论时间；(2)每一轮的第一簇头选举开始时，每个传感器节点i随机生成一个介于0到1之间的随机数，并设定阈值Zi，若生成的随机数小于阈值Zi，则该传感器节点i成为工作节点，并立刻加入工作节点集；(3)工作节点向工作节点集中的其余工作节点广播节点信息，其中节点信息包括自身ID号；当工作节点接收到其余工作节点的节点信息后，若工作节点α位于工作节点β的感知范围内，则工作节点α加入到工作节点β的邻居节点集中；(4)工作节点的邻居节点集中，位置权值最大的工作节点当选为第一簇头并向其余传感器节点广播当选信息，未当选第一簇头的工作节点成为成员节点并加入到最近的第一簇头；(5)睡眠节点接收到所述的广播当选信息后被激活，并加入到最近的第一簇头，分簇完成后，第一簇头在其簇内的成员节点中选择一个成员节点作为第二簇头。本实施例提出了一种新的分簇路由协议，该协议中通过选取第一簇头和第二簇头共同来承担储酒罐温度数据的聚合和转发任务，能够降低第一簇头的能耗以及第一簇头轮换的频率，实现能耗分散，进而延长网络的生存时间。其中，阈值Zi的设定公式为：(1)当i∈Q时，(2)当时，Zi＝0；式中，u为设定的第一簇头个数占传感器节点个数百分比的期望值，b为当前轮数，Q为在前轮中未当选过第一簇头的传感器节点集合，Vi为传感器节点i的当前剩余能量，Vmin为设定的最小能量值，e为设定的比例阈值；式中，f(Vi-Vmin,e)为设定的比较取值函数，当Vi-Vmin≥e时，f(Vi-Vmin,e)＝1，当Vi-Vmin<e时，f(Vi-Vmin,e)＝0.5。本实施例基于传统的LEACH分簇路由协议，创造性地设定了第一簇头的竞选方式，其中在阈值的计算公式中考虑了能量因素，使得生成的随机数大于阈值的传感器节点才能参与到第一簇头的竞争，限制了传感器节点当选为第一簇头的次数，同时降低了剩余能量过小的传感器节点当选为第一簇头的概率，有利于保证第一簇头的工作时间，同时降低传感器节点的能耗速率，避免传感器节点过早死亡，因此本实施例基于上述的分簇路由协议选举第一簇头和第二簇头，能够提高无线传感器网络的稳定性，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于WSN技术的酒厂储酒罐温度监测系统，其特征是，包括温度监测子系统、监控中心和用户终端，所述的温度监测子系统、用户终端分别与监控中心通信连接；所述的温度监测子系统包括基站和多个安装在储罐上的传感器节点，基站和多个传感器节点通过自组织方式构成一个用于感知和采集储酒罐温度数据的无线传感器网络；传感器节点采集的储酒罐温度数据最终传送到基站，进而由基站将接收到的储酒罐温度数据传送到监控中心；所述的监控中心用于存储储酒罐温度数据和其他储酒罐信息，并用于对储酒罐温度数据进行分析处理；各传感器节点通过分簇路由协议划分为多个簇，每个簇包括一个第一簇头和一个第二簇头，第一簇头用于聚合簇内传感器节点采集的储酒罐温度数据，第二簇头用于接收第一簇头发送的聚合的储酒罐温度数据，并将接收的聚合的储酒罐温度数据通过多跳路由的方式发送至基站。

【技术特征摘要】
1.一种基于WSN技术的酒厂储酒罐温度监测系统，其特征是，包括温度监测子系统、监控中心和用户终端，所述的温度监测子系统、用户终端分别与监控中心通信连接；所述的温度监测子系统包括基站和多个安装在储罐上的传感器节点，基站和多个传感器节点通过自组织方式构成一个用于感知和采集储酒罐温度数据的无线传感器网络；传感器节点采集的储酒罐温度数据最终传送到基站，进而由基站将接收到的储酒罐温度数据传送到监控中心；所述的监控中心用于存储储酒罐温度数据和其他储酒罐信息，并用于对储酒罐温度数据进行分析处理；各传感器节点通过分簇路由协议划分为多个簇，每个簇包括一个第一簇头和一个第二簇头，第一簇头用于聚合簇内传感器节点采集的储酒罐温度数据，第二簇头用于接收第一簇头发送的聚合的储酒罐温度数据，并将接收的聚合的储酒罐温度数据通过多跳路由的方式发送至基站。2.根据权利要求1所述的一种基于WSN技术的酒厂储酒罐温度监测系统，其特征是，所述的监控中心包括数据存储单元、数据处理单元和通信单元；所述的数据存储单元用于存储储酒罐温度数据和其他储酒罐信息；所述的数据处理单元用于将储酒罐温度数据与预设的标准阈值进行比较，输出异常的储酒罐温度数据；所述通信单元用于实现监控中心与用户终端、温度监测子系统之间的数据通信。3.根据权利要求1所述的一种基于WSN技术的酒厂储酒罐温度监测系统，其特征是，传感器节点内设有温度传感器。4.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于WSN技术的酒厂储酒罐温度监测系统，其特征是，所述的分簇路由协议具体包括：(1)传感器节点接收基站广播的信标数据包，确定自身到基站的距离，并记录接收到基站广播的信标数据包的时间，其中信标数据包包括由基站设定的各传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟建明，
申请(专利权)人：深圳万发创新进出口贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44