技術領域

本發明涉及大型基礎設施監控領域，尤其涉及一種基礎設施的無線傳感網絡監測方法以及系統。

背景技術

目前，在對大型基礎設施的監測方面應用的方法主要有三類：人工監測、有線監測、無線監測。

無論西方還是我國，大型基礎設施的監測方法基本一直沿用依靠大規模的人力測量完成。這樣不僅耗費巨大，精度較低，更重要的是失去了對系統數據的全天候分析，進而導致對突發情況的反應、處理以及預警能力大大下降。對于不易進入的永久性使用設施，如地下埋藏的管道和極為繁忙的地下鐵，產生的影響就更為嚴重。

而現有的有線網絡監測系統多是由眾多有線機站配合一定量有線或無線傳感設備構成。這不僅需要鋪設大量的長距離線路以保障電源與信號的傳遞，進而大大增加了整套系統的成本；另外有線網絡監測系統無形中增添了高強度的后期維護費用，直接或間接地影響到了人員的作業效率；而且，潛在地，對這些基礎設施本身建筑結構上也造成了不必要的損壞，從而增添了額外的安全隱患。諸多以上原因導致了有線傳感裝置不可能大面積、大密度安裝，進而漏報、誤報現象嚴重。

而剛剛出現的無線監測方式(相對有線監測方法)，有兩種可能：一種是，實現了無線的通訊但因無法解決高能耗問題，所以仍然需要電源線路；另一種是，從有線到整體無線的系統，卻產生了以下的幾點關鍵問題：

1、傳輸頻率的單一性，以至于無法克服多路徑現象(multi-path)所常常帶來的信號強弱不確定性(即同一無線信號在可視路徑上的直接信號傳遞與其他反射、衍射的相互疊加<從而信號變強>或抵消<從而信號變弱，在周圍噪音復雜的環境中，失去良好的信息通訊>)。其主要原因在于變頻、調頻技術對于硬件的需求過高，耗能過大，對于系統的整體協調性過強，而在電池能量極其有限的情況下，更使得這一技術難以實現；

2、信號采集頻率不適(過快或過慢)，至今沒有一個系統或方法敘述了對于大型基礎設施的信號采集速率，從而導致，不科學的無線系統協議，進而使整個系統的能耗均衡性無法控制。(即信號采集速率或過快或過慢)。這主要是因為傳統基礎設施的監測常采用埋藏式，即建筑過程中與混凝土一次性埋設，使用性差、維護難，所以至今低于這一領域的監測與預警并沒有他多的科學性要求；

3、沒有一個系統對于無線監測網絡所在的環境進行深入探究，即建筑用料、橫截面尺寸、建筑物形狀以及特殊安裝環境對于傳感網絡布局的所帶來的影響，如線狀結構。使得具體系統因安裝因素考慮的缺乏性，大大降低了原有系統實現其應有功能的可靠性。主要原因是從無線傳感技術的角度缺乏對于土木工程等建筑學科的連接。

4、對于無線監測網絡的安全性，沒有考慮。

5、單個支點能耗大，主要原因有二：

A、現有設計以有線為主，那么對于能耗設計方面并不注重；

B、同時又缺乏相對應的分析方法，如對于支點不同模態(休眠、啟動、運行、發射、信息處理模態)的能耗分析，不同無線發射功率時的能耗需求等等，導致單個支點壽命的不確定性，進而失去了對于單個支點的智能優化的先決條件。

6、缺乏龐大的網絡優化，進而系統壽命的不確定性。除了本發明外，并沒有一個實質性的方案或商業化產品對于大型(數量超過50個支點)的無線傳感網絡系統進行過設計、開發、應用。

7、在單個傳感支點之上的數據信號處理缺乏設計，使得冗繁信息重復發射，單個支點的能量有效使用率極低。

8、不具有大型基礎設監測中所需要的無線超高精度傳感器，進而大量數據的不可靠性使得相應的基礎設施預警的敏感性和即時性大大減低。

9、現有系統數據缺乏可視性，無法讓人們直觀的感受和理解到基礎設施的微小變化的嚴重性。

10、除了以上9點所導致的不可靠性以及整體所存在的不可靠性，導致這一系統、方法無法適用于工業級生產的需要。

發明內容

本發明實施第一目的在于提供一種：基礎設施的無線傳感網絡監測方法，采用該技術方案，采用該技術有利于使得無線網絡系統能耗低。

本發明實施第二目的在于提供一種：基礎設施的無線傳感網絡監測系統，采用該技術方案，采用該技術有利于使得無線網絡系統能耗低。

本發明實施例提供的一種基礎設施的無線傳感網絡監測方法，包括：

無線傳感支點周期性監測獲取基礎設施的狀態參數，

所述無線傳感支點根據本無線傳感支點到網關的路由信息，確定本無線傳感支點到網關是否需要經過無線中繼支點，如果無需經過無線中繼支點，則：