深圳供电局有限公司李清获国家专利权
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龙图腾网获悉深圳供电局有限公司申请的专利一种基于物联网的电缆隧道安全监测方法和系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119803579B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-04发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510285583.5,技术领域涉及:G01D21/02;该发明授权一种基于物联网的电缆隧道安全监测方法和系统是由李清;许海源;黄安子;罗智奕;徐旭辉;王程斯;邬韬;裴慧坤;闫梦秋;苏宁设计研发完成,并于2025-03-11向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于物联网的电缆隧道安全监测方法和系统在说明书摘要公布了:本发明提供一种基于物联网的电缆隧道安全监测方法和系统,该系统包括现场监测模块和中央处理模块;现场监测模块设置包括传感器监测节点、门禁监测节点和网关节点;传感器监测节点与其周边的门禁监测节点建立无线物联网通信连接,将自身采集到的环境监测数据传输到门禁监测节点;门禁监测节点按照预设的传输线路,将其获取的数据传输到下一门禁监测节点中,直到将数据传输至网关节点;网关节点与中央处理模块无线通信连接,用于将汇聚的现场监测数据传输到中央处理模块;中央处理模块用于根据获取的环境监测数据和门禁监测数据进行安全分析,得到安全分析结果。本发明有助于提高提高电缆隧道远程监控和安全分析的可靠性和智能化水平。
本发明授权一种基于物联网的电缆隧道安全监测方法和系统在权利要求书中公布了:1.一种基于物联网的电缆隧道安全监测系统,其特征在于,包括现场监测模块和中央处理模块; 现场监测模块设置在电缆隧道现场中,包括传感器监测节点、门禁监测节点和网关节点;其中,传感器监测节点用于采集电缆隧道现场的环境监测数据,门禁监测节点用于采集电缆隧道现场的门禁监测数据;其中传感器监测节点、门禁监测节点和网关节点共同构成无线传感器网络; 传感器监测节点与其周边的门禁监测节点建立无线物联网通信连接,将自身采集到的环境监测数据传输到门禁监测节点; 门禁监测节点按照预设的传输线路,将其获取的数据传输到下一门禁监测节点中,直到将数据传输至网关节点; 网关节点与中央处理模块无线通信连接,用于将汇聚的监测数据传输到中央处理模块; 中央处理模块用于根据获取的环境监测数据和门禁监测数据进行安全分析,得到安全分析结果,并根据安全分析结果生成相应门禁节点的控制策略; 其中,现场监测模块中,传感器监测节点将自身采集到的环境监测数据传输到门禁监测节点,具体包括: 传感器监测节点搜索自身周边范围内的门禁监测节点,当检测到自身的直接通信半径范围内存在门禁监测节点时,传感器监测节点与门禁监测节点建立直接通信连接,并将该门禁监测节点作为下一级节点,将自身采集到的环境监测数据传输到该下一级节点中; 其中,当传感器监测节点检测到自身直接通信半径范围内存在多个门禁监测节点时,传感器监测节点进一步接收由门禁监测节点广播的门禁监测节点状态特征,并根据获取的状态特征选择下一级节点,具体包括: 11)传感器监测节点根据门禁监测节点广播的状态特征,获取门禁监测节点的影响力值,其中状态特征包括门禁监测节点的位置信息、门禁监测节点与其他节点间的平均数据传输速率;其中采用的影响力值计算函数为:式中,InFli,k表示门禁监测节点k对传感器监测节点i的影响力值,其中门禁监测节点k位于传感器监测节点i的直接通信半径范围内,k=1,2,…K,K表示传感器监测节点i的直接通信半径范围内门禁监测节点的总数;表示传感器监测节点i与其直接通信范围内的各门禁监测节点的平均距离,其通过门禁监测节点i与门禁监测节点的位置信息计算所得;di,k表示传感器监测节点i与门禁监测节点k的距离,表示判断函数,其中*指代判断函数中的变量,当*0时,,否则,;表示空间判断函数,其中当传感器监测节点i和门禁监测节点k位于同一划分空间时,,否则,其中根据电缆隧道中门禁系统的设置情况,将电缆隧道划分为多个空间,根据实际的设置情况,每个传感器监测节点对应一个划分空间,每个门禁监测节点对应一个或多个划分空间;Trani,k表示传感器监测节点i和门禁监测节点k之间的数据传输速率,Trank表示门禁监测节点k与其他节点间的平均数据传输速率;表示预设的传输修正因子,用于调节公式前后部分的相对数值大小; 12)根据各门禁监测节点的影响力值,传感器监测节点选择影响力值最大的门禁监测节点作为下一级节点,将自身采集到的环境监测数据传输到该下一级节点中; 其中,当传感器监测节点检测到自身直接通信半径范围内不存在门禁监测节点时,则从自身直接通信范围内的其他传感器监测节点选择下一级节点,并将自身采集到的环境监测数据传输到该下一级节点中,由该下一级节点进一步采用多跳传输的方式将该环境监测数据传输到其下一级节点中,直到将环境监测数据传输到门禁监测节点,再由门禁监测节点将汇聚的数据进一步传输至网关节点; 其中,传感器监测节点从自身直接通信范围内的其他传感器监测节点选择下一级节点,具体包括: 21)传感器监测节点接收各周边节点广播的周边节点状态特征,并根据获取的周边节点状态特征计算各周边节点的中继能力值,其中周边节点为传感器监测节点自身直接通信范围内的其他传感器监测节点;其中周边节点状态特征包括周边节点的剩余能量、周边节点与其他节点间的平均数据传输速率、周边节点与门禁监测节点的数据连接关系和周边节点直接通信范围内其他节点的数量;其中采用的中继能力值计算函数为:式中,Relai,j表示其周边节点j对传感器监测节点i的中继能力值,Brej表示周边节点的关系特征,其中当周边节点j的下一级节点为门禁监测节点时,Brej=10,否则Brej=1,Engyj表示周边节点j的剩余能量百分比,表示预设的能量百分比基准值,其中,表示周边节点j直接通信范围内其他节点的数量,表示传感器监测节点与其直接通信范围内的各周边节点的平均距离,di,j表示传感器监测节点i与周边节点j的距离,表示判断函数,其中*指代判断函数中的变量,当*0时,,否则,,表示空间判断函数,其中当传感器监测节点i和周边节点j位于同一划分空间时,,否则,Trani,j表示传感器监测节点i和周边节点j之间的数据传输速率,Tranj表示周边节点j与其他节点间的平均数据传输速率;表示预设的传输修正因子;Ran表示0-1的随机数;Tosj表示传感器监测节点j的状态特征,当传感器监测节点j已经选择门禁监测节点作为下一级节点时,Tos j=100,否则Tosj=0; 22)根据各周边节点的中继能力值,传感器监测节点选择中继能力值最大的周边节点作为下一级节点,将自身采集到的环境监测数据传输到该下一级节点中,由该周边节点进一步将汇聚的环境监测数据进一步传输至其下一级节点中; 其中,当传感器监测节点成为其他传感器监测节点的下一级节点时,每经过固定时间周期T1,该传感器监测节点检测自身的中继状态值,当自身的中继状态值小于设定的中继状态标准值时,向上一级的传感器节点发送中继轮换指令,以使得该接收到中继轮换指令的传感器监测节点重新选择下一级节点;具体包括: 31)传感器监测节点接收各周边节点广播的周边节点状态特征,并根据获取的周边节点状态特征和自身的状态特征计算自身的中继状态值,其中采用的中继状态值计算函数为:式中,Selzi表示传感器监测节点i的中继能力值,Engyi表示传感器监测节点i的剩余能量百分比,表示传感器监测节点i直接通信范围内其他周边节点的平均剩余能量百分比,表示传感器节点i所在划分区域内的其他存活传感器监测节点的数量,表示传感器节点i所在划分区域内的其他死亡传感器监测节点的数量,表示传感器监测节点i的上一级节点的数量,表示传感器节点i直接通信范围内其他周边节点的平均上一级节点数量,、、分别表示设定的权重因子,用于调节计算函数中各部分的值的大小比重; 32)根据自身的中继状态值与设定的中继状态标准值进行比较,当自身的中继状态值小于设定的中继状态标准值时,向上一级的传感器节点发送中继轮换指令,以使得该接收到中继轮换指令的传感器监测节点重新选择下一级节点;否则继续维持当前传感器监测节点的与其他上级节点的数据传输关系。
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