无线传感器网络系统技术方案

一种无线传感器网络系统，所述系统传感器节点、汇聚节点和边缘节点，其中，所述传感器节点采集环境数据并上传至对应的汇聚节点；所述汇聚节点接收对应数据采集周期内所述传感器节点发送的环境数据，对所接收的环境数据进行预处理后发送至边缘节点；所述边缘节点接收所述汇聚节点发送的环境数据并通过分析，以确定是否发生对应的应急事件。上述的方案，可以提高应急场景中数据处理的效率和可靠性，并节约资源。

【技术实现步骤摘要】
无线传感器网络系统
本专利技术数据数据分析
，特别是涉及一种无线传感器网络系统。
技术介绍
近年来关于应急场景的监测的研究越来越受到学术界和工业界的重视，已经和一些新兴的技术如边缘计算、机器学习、无线传感网和云计算等一起研究。现有技术中，在对应急场景的环境数据进行采集时，一般基于传感器节点和汇聚节点。其中，传感器节点可以采集数据并上传到汇聚节点，也可以转发其他节点的数据。汇聚节点具有相对较强的处理能力，因此负责传感器网络和外界网络的通信，实现数据处理和节点管理功能。数据分析一般基于云服务平台，主要实现数据和系统的管理，包括提供结果预测、历史趋势分析、数据可视化，系统运行状态查看，自动化控制、应急事件预警等功能。应急场景本身就具有突发性的特点，因此更加需要低时延，高效率，稳定的服务。但是，现有的应急场景中的数据分析方法存在着将数据分析服务部署在云端，会造成大量的带宽消耗，且存在着效率较低且可靠性差的问题。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是如何在提高应急场景中数据处理的效率和可靠性，并节约资源。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种无线传感器网络系统，包括传感器节点、汇聚节点和边缘节点；所述传感器节点中采集相同类型的数个传感器节点与同一汇聚节点分别耦接：所述汇聚节点分别与对应设置的预设数量的边缘节点耦接；传感器节点，适于采集环境数据并上传至对应的汇聚节点；所述汇聚节点，适于接收对应数据采集周期内所述传感器节点发送的环境数据，对所接收的环境数据进行预处理后发送至边缘节点；所述边缘节点，适于接收所述汇聚节点发送的环境数据并通过分析，以确定是否发生对应的应急事件。可选地，所述传感器节点，适于基于自身的能耗和所采集的当前数据的信息计算自身对应的占空比信息，设定与计算得到的占空比对应的定时器，并在所述定时器结束时被唤醒采集环境数据并上传至对应的汇聚节点。可选地，所述传感器节点，适于采用如下的公式计算自身的占空比信息：且：D＝Dmin，D0＜Dmin；D＝Dmax，D0＞Dmax；其中，TC表示传感器节点的占空比，T表示数据采集周期，D0表示当前采集到的监测据，D表示，Dmax表示传感器节点的对应类型的环境数据的最大值，Dmin表示传感器节点的对应类型的环境数据的最小值，E0表示传感器节点的当前能量，E表示传感器节点的初始能量。可选地，所述汇聚节点，适于计算对应数据采集周期内传感器节点采集的每个环境数据序列与同类型的其他环境数据序列之间的数据序列可信度，构建每个环境数据序列对应的可信度序列；基于每个环境数据序列对应的数据可信度，计算得到每个环境数据序列对应的最终可信度；将计算得到的最终可信度较大的多个环境数据序列发送至对应的边缘节点。可选地，所述汇聚节点，适于采用如下的公式对应数据采集周期内传感器节点采集的每个环境数据序列与同类型的其他环境数据序列之间的数据序列可信度：其中，Rij表示环境数据序列Vi与环境数据序列Vj之间的数据序列可信度，Vik、vjk分别表示环境数据序列Vi＝{vi1，Vi2，…Vin}与＝{Vj1，vj2，…vjn}中的第k位的数据。可选地，所述汇聚节点，适于采用如下的公式计算得到对应的传感器节点的每个环境数据最终可信度：其中，Gi表示环境数据序列i的最终可信度，M表示环境数据序列i的数据可信度序列的长度，Rik表示环境数据序列i的数据可信度序列中第k位的数据可信度。可选地，所述边缘节点，适于将所接收的环境数据序列中提取对应的多组属性对数据分别输入对应的分类模型，计算得到对应的判断结果，并基于每个分类模型计算得到的判断结果，计算是否发生应急事件的判断结果并输出。可选地，所述系统还包括云端服务器，所述云端服务器与所述边缘节点耦接；所述边缘节点，适于在无法确定是否发生对应的应急事件时，将所接收的环境数据序列发送至云端服务器；所述云端服务，适于基于所接收的环境数据序列判断是否发生对应的应急事件并将最终的判断结果发送至所述边缘节点；所述边缘节点，还适于接收所述云端服务器发送的是否发生应急事件的判断结果并输出。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：上述的方案，通过传感器节点采集环境数据并上传至对应的汇聚节点，所述汇聚节点接收对应数据采集周期内所述传感器节点发送的环境数据，对所接收的环境数据进行预处理后发送至边缘节点，所述边缘节点接收所述汇聚节点发送的环境数据并通过分析，以确定是否发生对应的应急事件，与采用云端服务器直接进行数据分析相比，可以节约资源，提高数据分析处理的效率和可靠性。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例的一种无线传感器网路系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例的一种无线传感器网络的数据处理方法的流程示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本专利技术实施例中有关方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后等)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。如
技术介绍
所述，现有技术将数据分析服务部署在云端，会造成大量的带宽消耗，且存在着效率较低且可靠性差的问题。专利技术的技术方案通过传感器节点采集环境数据并上传至对应的汇聚节点，所述汇聚节点接收对应数据采集周期内所述传感器节点发送的环境数据，对所接收的环境数据进行预处理后发送至边缘节点，所述边缘节点接收所述汇聚节点发送的环境数据并通过分析，以确定是否发生对应的应急事件，与采用云端服务器直接进行数据分析相比，可以节约资源，提高数据分析处理的效率和可靠性。为使本专利技术的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。为了便于理解，下面将首先对本专利技术实施例中的无线传感器网络系统的结构进行简要的介绍。图1是本专利技术实施例的一种无线传感器网路系统的结构示意图。参见图1，一种无线传感器网路系统，具体可以包括传感器节点101～10n、汇聚节点11和边缘节点121～12k；其中，所述传感器节点101～10n中采集相同类型数据的数个传感器节点与同一汇聚节点11分别耦接，所述汇聚节点11还分别与对应设置的多个边缘节点121～12k耦接。下面将结合图2对本专利技术实施例中的无线传感器网络的数据处理方法进行描述。图2是本专利技术实施例的一种无线传感器网络的数据处理方法的流程示意图。参见图2，一种无线传感器网络的数据处理方法，具体可以包括如下的步骤：步骤S201：传感器节点采集环境数据并上传至对应的汇聚节点。在本专利技术一实施例中，为了节约传感器的能耗，每个传感器基于自身的能耗和所采集的当前数据的信息计算自身对应的占空比信息，设定与计算得到的占空比对应的定时器，并在所述定时器结束时被唤醒采集环境数据并上传至对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线传感器网络系统，其特征在于，包括传感器节点、汇聚节点和边缘节点；所述传感器节点中采集相同类型的数个传感器节点与同一汇聚节点分别耦接：所述汇聚节点分别与对应设置的预设数量的边缘节点耦接；传感器节点，适于采集环境数据并上传至对应的汇聚节点；所述汇聚节点，适于接收对应数据采集周期内所述传感器节点发送的环境数据，对所接收的环境数据进行预处理后发送至边缘节点；所述边缘节点，适于接收所述汇聚节点发送的环境数据并通过分析，以确定是否发生对应的应急事件。

【技术特征摘要】
1.一种无线传感器网络系统，其特征在于，包括传感器节点、汇聚节点和边缘节点；所述传感器节点中采集相同类型的数个传感器节点与同一汇聚节点分别耦接：所述汇聚节点分别与对应设置的预设数量的边缘节点耦接；传感器节点，适于采集环境数据并上传至对应的汇聚节点；所述汇聚节点，适于接收对应数据采集周期内所述传感器节点发送的环境数据，对所接收的环境数据进行预处理后发送至边缘节点；所述边缘节点，适于接收所述汇聚节点发送的环境数据并通过分析，以确定是否发生对应的应急事件。2.根据权利要求1所述的无线传感器网络系统，其特征在于，所述传感器节点，适于基于自身的能耗和所采集的当前数据的信息计算自身对应的占空比信息，设定与计算得到的占空比对应的定时器，并在所述定时器结束时被唤醒采集环境数据并上传至对应的汇聚节点。3.根据权利要求2所述的无线传感器网络系统，其特征在于，所述传感器节点，适于采用如下的公式计算自身的占空比信息：且：D＝Dmin，D0＜Dmin；D＝Dmax，D0＞Dmax；其中，TC表示传感器节点的占空比，T表示数据采集周期，D0表示当前采集到的监测据，D表示，Dmax表示传感器节点的对应类型的环境数据的最大值，Dmin表示传感器节点的对应类型的环境数据的最小值，E0表示传感器节点的当前能量，E表示传感器节点的初始能量。4.根据权利要求2所述的无线传感器网络系统，其特征在于，所述汇聚节点，适于计算对应数据采集周期内传感器节点采集的每个环境数据序列与同类型的其他环境数据序列之间的数据序列可信度，构建每个环境数据序列对应的可信度序列；基于每个环境数据序列对应的数据可信度，计算得到每个环境数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：余雪勇，郭鑫辉，饶安琪，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32