CN101908997A - 一种基于无线传感器网络的机场环境监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无线传感器网络的机场环境监控方法，通过搭建一个无线传感器网络和一个专用虚拟网络来实现机场环境的实时监控和预警处理，无线传感器网络由网络协调器、终端设备和监测节点构成，专用虚拟网络由监控中心、手持设备和安防***构成，其显著效果是：监控中心采用虚拟专用网，利于数据信息的保密性和安全性，无线传感器网络在不同情况下采用不同的无线信道接入机制，保证了紧急情况下监测节点实时向监控中心汇报有效环境信息，无线传感器网络与虚拟专业网络之间采用GPRS协议，扩大了数据传送距离，监控中心能够对上传的环境信息进行实时判断和预警处理，增强了机场安防体系的智能性和完善性，可准确而实时的制止事故发生。

Description

一种基于无线传感器网络的机场环境监控方法

技术领域

本发明涉及到无线传感器网络技术，具体地说，是一种基于无线传感器网络的机场环境监控方法。

背景技术

无线传感器网络WSN（wireless sensor network）是由具有感知、处理和无线通信能力的传感器节点通过自组织方式形成的网络。与传统有线网络相比，WSN具有放置灵活、扩展简便等特点，在军事、医疗和环境监测等领域有广阔应用前景。WSN媒质接入控制协议主要解决多个节点共享信道问题，决定节点何时及如何共享媒质收发数据。典型的有基于无冲突时分多址（TDMA）的MAC协议和有碰撞避免功能的载波侦听多址（CSMA/CA）协议，但它们在实际环境中各有优缺点，具体适用于不同的应用环境。

而随着航空运输业的发展，机场安全面临的压力越来越大，对国内大多数机场来说，机场现场安全依靠简单人工看守，容易导致机场安全事故的发生和处理效率的低下，影响航空运输***的正常运行。

中国专利申请200910185418.3公开了一种基于WSN和GPRS网络相融合的远程监控终端设备，该专利文件中虽然提及了将无线传感器网络WSN与通用无线分组服务网络GPRS（General Packet Radio Service）相融合来实现远程监控，但是该专利文件只对设备的具体构造做了详细描述，只强调了该设备能够实现WSN与GPRS网络的融合，从而满足远程数据的无线传输，可应用到远程监控***，但是该专利文件中并未公开无线传感器网络应用到某一具体环境中数据是如何传输和处理，也未提及监测数据的智能判断和安全预警，要想利用该专利文件所公开的内容来实现机场环境的智能监测还存在一定的难度。

现有技术的缺点是：现有机场环境监测大多采用人工看守，消耗人力财力，智能化程度低，安防漏洞严重，容易导致机场安全事故。虽然目前无线传感器网络技术比较成熟，但是具体应用在机场环境这种大范围的安全检查还比较少见，对于机场环境监测，传感器网络的布置以及网络内数据的传输和处理还存在许多技术难题，要想保证机场环境监测数据的实时可靠传输以及机场环境安全与否的智能判断，甚至是在机场环境处于威胁状态下能够做出相应的安全防范动作都还存在一定的技术缺陷。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于无线传感器网络的机场环境监控方法，该方法是希望将现有成熟的无线传感器网络技术应用到具体的机场环境监测中来，通过无线传感器网络中的传感器节点实时采集机场环境信息，既要保证数据的事实可靠传输，又要能判断出机场环境是否处于安全状态，同时还要根据机场环境的安全状态做出相应的安全防范动作。

为达到上述目的，本发明提出了一种基于无线传感器网络的机场环境监控方法，其关键在于按照以下步骤进行：

第1步：搭建一个无线传感器网络WSN，所述无线传感器网络WSN由一个网络协调器、N个终端设备以及M个监测节点组成，所述N和M都为大于或等于1的整数，所述M个监测节点布置在机场环境中，用于采集机场环境信息，所述终端设备用于获取所述监测节点所采集的环境信息并将该环境信息上传至所述网络协调器中；

所述M个监测节点随机大量分布在机场周围，根据节能和网络通信实时性的要求，由人工均匀布置大量的终端设备在监测节点的周围，在这里为N个，保证监测节点在1到2跳通信距离内到达所述终端设备，每个终端设备可以连接多个监测节或其他终端设备，监测节点之间可以通信，终端设备之间也可以通信，终端设备负责收集所述监测节点所采集的环境信息，并建立多跳主干路由，将收集到的环境信息通过主干路由传送到所述网络协调器中，使得所述无线传感器网络WSN中的任意一个监测节点所检测的数据均能通过直接上传或路由转发的方式实时传送到所述网络协调器中。

第2步：搭建一个虚拟专用网络VPN（Virtual Private Network），所述虚拟专业网络VPN由监控中心、安防***以及至少一个手持设备构成，所述监控中心、安防***以及任意一个手持设备上均设置有通用无线分组业务GPRS模块，所述GPRS模块上安装有APN接入卡，该APN接入卡用于实现所述监控中心、安防***以及任意一个手持设备之间的实时数据传输；

第3步：所述网络协调器按照默认方式向所述无线传感器网络WSN内广播第一种MAC层帧格式MAC1，所述无线传感器网络WSN内的终端设备或/和监测节点接收到所述第一种MAC层帧格式MAC1后，按照时分多址TDMA无线信道接入方式上传所述环境信息给所述网络协调器，所述网络协调器以GPRS协议将所获取的环境信进行封装组帧，最后将封装成的GPRS数据帧传送给所述监控中心；

第4步：所述监控中心接收并存储所述网络协调器上传的GPRS数据帧，解析并获取所述GPRS数据帧中的有效环境信息，调用***预设的事件触发值与所述有效环境信息进行比较，判断机场环境是否安全；

当所述监控中心接收的有效环境信息小于所述***预设的事件触发值时，监控中心判定机场环境处于安全状态，否则，判定机场环境处于遭受威胁状态；

第5步:当所述监控中心判定出机场环境处于安全状态时，返回所述第4步，所述监控中心继续对所述网络协调器上传的GPRS数据帧进行处理和判断；

当所述监控中心判定出机场环境处于遭受威胁状态时，该监控中心进一步根据威胁发生地点来判断机场环境是处于预警状态还是处于紧急报警状态；

如果机场环境处于预警状态，所述监控中心向所述网络协调器发送第二控制消息，当所述网络协调器接收到所述监控中心发送的第二控制消息时，该网络协调器向所述无线传感器网络WSN内广播第二种MAC层帧格式MAC2，所述无线传感器网络WSN内的终端设备和监测节点接收到所述第二种MAC层帧格式MAC2后，按照时分多址TDMA和载波监听冲突避免CSMA/CA无线信道混合接入方式上传所述环境信息给所述网络协调器；

如果机场环境处于在紧急报警状态时，所述监控中心向所述网络协调器发送第三控制消息，当所述网络协调器接收到所述监控中心发送的第三控制消息时，该网络协调器向所述无线传感器网络WSN内广播第三种MAC层帧格式MAC3，所述无线传感器网络WSN内的终端设备和监测节点接收到所述第三种MAC层帧格式MAC3后，按照载波监听冲突避免CSMA/CA无线信道接入方式上传所述环境信息给所述网络协调器；

第6步：当机场环境处于预警状态或紧急报警状态时，所述监控中心控制所述手持设备和/或所述安防设备采取安全防范动作。

所述VPN网络中采用GPRS技术进行数据传输，保证了数据信息传输的实时性和安全性，一方面VPN网络中的监控中心可以对网络协调上传的数据进行存储和处理，另一方面监控中心还能对接受的数据进行智能判断，判定出机场环境是否安全，同时控制所述手持设备和安防***采取相应的安全防范动作。

网络协调器将分组数据上传到监控中心，监控中心存储接收到的数据分组。然后调用***预设的事件触发值与接收的数据分组进行比较，判断机场环境是否安全。若机场环境处于安全状态，WSN采用默认的TDMA无线信道接入方式周期性上传感知数据给网络协调器。若机场处于遭受威胁状态，则监控中心判断是处于预警状态还是紧急报警状态，根据不同状态下发不同的MAC控制消息给网络协调器。网络协调器解析控制消息，并按照监控中心的要求在WSN内广播新的无线信道接入机制。在预警状态， 无线传感器网络采用TDMA和CSMA/CA的无线信道混合接入方式上传感知数据；在紧急报警状态， WSN采用CSMA/CA的无线信道接入方式上传感知数据。

所述无线传感器网络WSN采用网状网络拓扑结构，所述网络协调器、任意一个终端设备以及任意一个监测节点两两之间至少存在一条通信链路；

如果所述监测节点与所述网络协调器的通信距离在1跳范围以内，所述监测节点直接传送环境监测数据到所述网络协调器；

如果所述监测节点与所述网络协调器的通信距离在1跳范围以外，所述监测节点通过其它监测节点或终端设备转发所述环境监测数据；

所述终端设备用于构建所述无线传感器网络WSN中的主干路由链路，还用于接收所述监测节点上传的环境监测数据，并将该数据通过所述主干路由链路转发至所述网络协调器中。

无线传感器网络WMN中的各个网络节点之间的通信链路采用动态建立并实时维护的方式，网络中的通信不会由于某些路由节点的失效而中断，每个监测节点在1到2跳内可以与终端设备或网络协调器进行通信，具有较低的时延。而终端设备最多可以连接254个从设备，所述从设备即为该终端设备1跳通信距离范围内的监测节点或其他终端设备，从设备也可以是该终端设备上层的网络协调器，所述终端设备负责收集监测节点的数据信息，并建立多跳的主干路由链路，将收集到的数据信息通过主干路由链路传送到所述网络协调器中，以保证整个网络内的数据实时传输。

所述监测节点人工布置在需要监测的机场环境内，其布置方式分为埋地式、地面分布式和半空分布式，所述监测节点内部采用至少一种传感器模块，所述传感器模块为温度/湿度传感器、压力传感器、速度/位移/高度传感器、图像/噪音传感器、风向/风速传感器以及有害气体/粉尘传感器中的一种或多种组合。

监测节点根据不同环境需要监测的内容选择不同的传感器，比如为了监控是否有人员非法入侵，可以安装图像/噪声传感器，为了监控机场天气的变化情况，可以安装温度/湿度传感器。

所述终端设备用于实现所述无线传感器网络WSN的数据路由功能，还用于实现终端设备的定位功能以及报警功能，所述报警功能分为语音报警和灯光报警。

通过终端设备的定位功能，监控中心很容易判断出机场环境中发生威胁事件的地理位置，便于采取相应的安保措施，而报警功能则是在机场环境处于威胁状态时能够发出报警提示，比如通过语音报警或灯光报警来提提醒人们注意安全或紧急疏散。

所述监控中心设置有预测绘图模块，当监控中心判定出机场周边环境处于遭受威胁状态时，所述监控中心调用{t-△t,t}时间段内的所存储的有效环境信息，通过所述预测绘图模块分析威胁事物的发展趋势并绘制出行动指示图；

所述监控中心将所述行动指示图发送给所述手持终端，用于提示机场保安人员进行安全检查；

所述监控中心还将所述行动指示图发送给所述安防***，用于提示安防***采取安全防范动作。

正因为所述终端设备具有定位功能，通过该终端设备上传的数据中包含了产生该数据的地理位置，当所述监控中心接受到该数据时即可了解到该地理位置的环境状况，监控中心通过对{t-△t,t}时间段内的信息进行分析，即可知道在本时刻△t之前的一段时间内机场环境的变化趋势，通过所述预测绘图模块即可绘制出相应的行动指示图，监控中心将行动指示图发送给手持终端或安防***中，可以提示安防人员采取安全防范动作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

首先，监控中心采用VPN专用网，利于数据信息的保密性和安全性；

其次，无线传感器网络WSN在不同情况下采用不同的无线信道接入机制，能够保证在紧急情况下监测节点实时的向监控中心汇报有效的环境信息；

再次，无线传感器网络WSN中的网络协调器采用GPRS通信协议与VPN虚拟专用网通信，使WSN网络的数据信息实现远距离传送，同时传输性能更加稳定，便于监控中心对机场周边环境实现远程监控；

最后，监控中心能够对无线传感器网络WSN上传的机场环境信息进行实时判断和预警处理，增强了机场安防体系的智能性和完善性，可以有效降低机场安全事故发生率。

附图说明

图1是本发明中的网络结构拓扑图；

图2是图1中监控中心的功能模块图；

图3是图1中网络协调器的功能模块图；

图4是图1中终端设备的功能模块图；

图5是图1中监测节点的功能模块图；

图6是本发明中所述的第一种MAC层帧格式MAC1；

图7是本发明中所述的第二种MAC层帧格式MAC2；

图8是本发明中所述的第三种MAC层帧格式MAC3；

图9为图1中监控中心的控制流程图；

图10为图1中网络协调器更换信道接入机制的控制流程图。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例及其工作原理进行详细的描述。

本发明提出一种基于无线传感器网络的机场环境监控方法，其主要步骤如下：

第1步：搭建一个无线传感器网络WSN，所述无线传感器网络WSN由一个网络协调器、N个终端设备以及M个监测节点组成，所述N和M都为大于或等于1的整数，所述M个监测节点布置在机场环境中，用于采集机场环境信息，所述终端设备用于获取所述监测节点所采集的环境信息并将该环境信息上传至所述网络协调器中；

如图1所示，图中监测节点为7个，终端设备为4个，在这里只是示意性，监测节点和终端设备的数目可以根据机场环境的范围大小以及所需监测的具体信息进行设定。所述无线传感器网络WSN采用网状网络拓扑结构，所述网络协调器、任意一个终端设备以及任意一个监测节点两两之间至少存在一条通信链路；

如果所述监测节点与所述网络协调器的通信距离在1跳范围以内，所述监测节点直接传送环境监测数据到所述网络协调器；

如果所述监测节点与所述网络协调器的通信距离在1跳范围以外，所述监测节点通过其它监测节点或终端设备转发所述环境监测数据；

所述终端设备用于构建所述无线传感器网络WSN中的主干路由链路，还用于接收所述监测节点上传的环境监测数据，并将该数据通过所述主干路由链路转发至所述网络协调器中。

第2步：搭建一个虚拟专用网络VPN，所述虚拟专用网络VPN由监控中心、安防***以及至少一个手持设备构成，所述监控中心、安防***以及任意一个手持设备上均设置有通用无线分组业务GPRS模块，所述GPRS模块上安装有APN接入卡，该APN接入卡用于实现所述监控中心、安防***以及任意一个手持设备之间的实时数据传输；

监控中心、手持设备和安防***的内部都安装有GPRS模块，由机场向***申请VPN业务，为监控中心、手持设备和安防***的GPRS模块安装APN卡，从而可以把监控中心、两个以上的手持设备和安防***构成一个VPN专用网。这样，监控中心和手持设备、监控中心和终端设备以及手持设备和终端设备之间都可以互相通信，保证了数据信息传输的实时性和安全性。利用这种VPN专用网的形式，手持终端不但可以与监控中心通信，还可以与安防***进行实时的通信，更有利于在危急环境下及时保卫机场的安全。同时，VPN专用网有利于数据传输的保密性，比较适合机场这种高保密环境场所的要求。同时，一旦VPN专用网出现故障，维护起来也很方便。

如图2到图5所示，所述监控中心、网络协调器、终端设备以及监测节点均设置有一个用于进行数据处理和控制的微处理器，其中所述监控中心的微处理器上连接有触发事件的判断模块、电源模块、GPRS无线通信模块和预测绘图模块，所述网络协调器的微处理器上连接有无线射频通信模块、电源模块和GPRS无线通信模块，所述终端设备的微处理器上连接有无线射频通信模块、电源模块和光照模块、鸣笛模块，所述监测节点的微处理器连接有无线射频通信模块、电源模块、传感器模块，网络协调器、终端设备以及监测节点上的无线射频通信模块用于实现在无线传感器网络WSN内的无线通信，无线射频通信模块的工作频段采用2.4GHz，而网络协调器上的GPRS模块这是用于实现与远程监控中心之间进行实时的数据传输。

所述监测节点人工布置在需要监测的机场环境内，布置的位置可以随机选取，其布置方式分为埋地式、地面分布式和半空分布式，所述监测节点内部采用至少一种传感器模块，所述传感器模块分为温度/湿度传感器、压力传感器、速度/位移/高度传感器、图像/噪音传感器、风向/风速传感器以及有害气体/粉尘传感器，传感器的选取根据具体的监测环境要求确定。

所述终端设备用于实现所述无线传感器网络WSN的数据路由功能，还用于实现终端设备的定位功能以及报警功能，通过光照模块和鸣笛模块可以实现灯光报警和语音报警。

所述监控中心设置有触发事件的判断模块和预测绘图模块，可以将无线传感器网络WSN上传的数据进行事件判断，判定出机场环境是否处于安全状态，如果机场环境遭受威胁，则可以通过预测绘图模块描绘出威胁事件的发展趋势。

第3步：所述网络协调器按照默认方式向所述无线传感器网络WSN内广播第一种MAC层帧格式MAC1，所述无线传感器网络WSN内的终端设备和监测节点接收到所述第一种MAC层帧格式MAC1后，按照时分多址TDMA无线信道接入方式上传所述环境信息给所述网络协调器，所述网络协调器依据GPRS协议将所获取的环境信进行封装组帧，最后将封装成的GPRS数据帧传送给所述监控中心。

所述网络协调器负责接收、融合无线传感器网络WSN内的所有数据消息，然后通过GPRS模块按照GPRS通信协议上传到所述监控中心，实现了无线传感器网络WSN和专业虚拟网络VPN之间的通信。

第4步：所述监控中心接收并存储所述网络协调器上传的GPRS数据帧，解析并获取所述GPRS数据帧中的有效环境信息，调用***预设的事件触发值与所述有效环境信息进行比较，判断机场环境是否安全；

当所述监控中心接收的有效环境信息小于所述***预设的事件触发值时，监控中心判定机场环境处于安全状态，否则，判定机场环境处于遭受威胁状态；

第5步:当所述监控中心判定出机场环境处于安全状态时，返回所述第4步，无线传感器网络WSN内各个节点之间MAC层的接入机制不发生改变，所述监控中心继续对所述网络协调器上传的GPRS数据帧进行处理和判断；

当所述监控中心判定出机场环境处于遭受威胁状态时，该监控中心进一步根据威胁发生地点来判断机场环境是处于预警状态还是处于紧急报警状态；

通常规定机场周边10米以外范围属于安全范围，机场周边10米内范围属于预警范围，机场范围以内属于紧急报警范围。

如果威胁事件的发生地点在机场周边10米内的范围中，则监控中心判定出机场环境处于预警状态，所述监控中心向所述网络协调器发送第二控制消息，当所述网络协调器接收到所述监控中心发送的第二控制消息时，该网络协调器向所述无线传感器网络WSN内广播第二种MAC层帧格式MAC2，所述无线传感器网络WSN内的终端设备和监测节点接收到所述第二种MAC层帧格式MAC2后，按照时分多址TDMA和载波监听冲突避免CSMA/CA无线信道混合接入方式上传所述环境信息给所述网络协调器；

如果威胁事件的发生地点在机场范围内，则监控中心判定出机场环境处于在紧急报警状态，所述监控中心向所述网络协调器发送第三控制消息，当所述网络协调器接收到所述监控中心发送的第三控制消息时，该网络协调器向所述无线传感器网络WSN内广播第三种MAC层帧格式MAC3，所述无线传感器网络WSN内的终端设备和监测节点接收到所述第三种MAC层帧格式MAC3后，按照载波监听冲突避免CSMA/CA无线信道接入方式上传所述环境信息给所述网络协调器；

所述第一种MAC层帧格式MAC1如图6所示，即无线传感器网络WSN采用MAC1接入机制，无线传感器网络WSN中的网络协调器将每一帧按照TDMA的形式划分成T1到Tn个小的时隙，并给WSN网络内的每一个父节点和每个父节点对应的各个子节点分配一个时隙，每一个子节点在自己的时隙内发送数据消息到自己的父节点上。

所述第二种MAC层帧格式MAC2如图7所示，即无线传感器网络WSN采用MAC2接入机制，无线传感器网络WSN内的网络协调器将每一帧的时隙分为两部分：前半部分时隙按照TDMA的形式划分成T1到Tn个小的时隙，并将这些小的时隙平均分给WSN内的每一个父节点和每个父节点对应的各个子节点，每一个子节点在自己的时隙上传数据到自己的父节点上。剩下的那部分时隙采用CSMA/CA的形式分配给竞争成功的节点，只有当某一子节点具有突发数据时才会向父节点发送竞争消息，这样有突发数据传输的节点在竞争获得的时隙内可以发送突发数据。

所述第三种MAC层帧格式MAC3如图8所示，即无线传感器网络WSN采用MAC3接入机制，此时监控中心需要更适时的掌握威胁事物的发展趋势，无线传感器网络WSN主要负责上传突发数据，所以无线传感器网络WSN内的所有节点都以CSMA/CA的方式接入信道，并在竞争所得的时隙内上传数据消息。

所述子节点可以是无线传感器网络WSN内的监测节点，也可以是用于数据转发的终端设备，所述父节点可以是网络协调器，也可以是主干路由链路中的终端设备。

所述监控中心的具体控制流程以及网络协调器如何更换信道接入机制可以通过图9和图10进一步详细了解。

第6步：当机场环境处于预警状态或紧急报警状态时，所述监控中心控制所述手持设备和/或所述安防设备采取安全防范动作。

所述监测中心设置有预测绘图模块，当监控中心判定出机场环境处于遭受威胁状态时，所述监控中心调用{t-△t,t}时间段内所存储的有效环境信息，通过所述预测绘图模块分析威胁事物的发展趋势并绘制出行动指示图；

所述监控中心将所述行动指示图发送给所述手持终端，可以提示机场保安人员进行安全检查；

所述监控中心还将所述行动指示图发送给所述安防***，可以提示安防***采取安全防范动作。

通常监控中心提取到有效的环境信息{p,t,u}，其中p是位置信息，t是接收信息的时间，u为对应的环境信息。监控中心保存当前时间t及之前△t范围的数据信息，调用内部的事态预测模块，根据{t-△t，t}这段时间的有效信息进行事态趋势分析，分析内容为：△t这段时间的威胁物体运动方向和速度；威胁物体的形态、破坏力度以及在时间{t,t+△t}内威胁物体可能到达的区域；威胁事物可能会采用什么反抗措施；当前应该采用什么武器装备制止威胁事物，是否需要增调保安人员。在VPN专用网内部，监控中心依据分析结果绘制行动指示图下发给手持终端和安防***，机场保安人员根据接收到的行动指示图，赶往现场处理威胁事件，同时安防***也酌情增调保安人员或者预备可能需要的安防武器，最终达到机场环境的智能监控和实时有效的突发事件处理。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于无线传感器网络的机场环境监控方法，其特征在于按照以下步骤进行：

第1步：搭建一个无线传感器网络WSN，所述无线传感器网络WSN由一个网络协调器、N个终端设备以及M个监测节点组成，所述N和M都为大于或等于1的整数，所述M个监测节点布置在机场环境中，用于采集机场环境信息，所述终端设备用于获取所述监测节点所采集的环境信息并将该环境信息上传至所述网络协调器中；

第2步：搭建一个虚拟专用网络VPN，所述虚拟专用网络VPN由监控中心、安防***以及至少一个手持设备构成，所述监控中心、安防***以及任意一个手持设备上均设置有通用无线分组业务GPRS模块，所述GPRS模块上安装有APN接入卡，该APN接入卡用于实现所述监控中心、安防***以及任意一个手持设备之间的实时数据传输；

第3步：所述网络协调器按照默认方式向所述无线传感器网络WSN内广播第一种MAC层帧格式MAC1，所述无线传感器网络WSN内的终端设备和监测节点接收到所述第一种MAC层帧格式MAC1后，按照时分多址TDMA无线信道接入方式上传所述环境信息给所述网络协调器，所述网络协调器按照GPRS协议将所获取的环境信进行封装组帧，最后将封装成的GPRS数据帧传送给所述监控中心；

第4步：所述监控中心接收并存储所述网络协调器上传的GPRS数据帧，解析并获取所述GPRS数据帧中的有效环境信息，调用***预设的事件触发值与所述有效环境信息进行比较，判断机场环境是否安全；

当所述监控中心接收的有效环境信息小于所述***预设的事件触发值时，监控中心判定机场环境处于安全状态，否则，判定机场环境处于遭受威胁状态；

第5步:当所述监控中心判定出机场环境处于安全状态时，返回所述第4步，所述监控中心继续对所述网络协调器上传的GPRS数据帧进行处理和判断；

当所述监控中心判定出机场环境处于遭受威胁状态时，该监控中心进一步根据威胁发生地点来判断机场环境是处于预警状态还是处于紧急报警状态；

如果机场环境处于预警状态，所述监控中心向所述网络协调器发送第二控制消息，当所述网络协调器接收到所述监控中心发送的第二控制消息时，该网络协调器向所述无线传感器网络WSN内广播第二种MAC层帧格式MAC2，所述无线传感器网络WSN内的终端设备和监测节点接收到所述第二种MAC层帧格式MAC2后，按照时分多址TDMA和载波监听冲突避免CSMA/CA无线信道混合接入方式上传所述环境信息给所述网络协调器；

如果机场环境处于在紧急报警状态时，所述监控中心向所述网络协调器发送第三控制消息，当所述网络协调器接收到所述监控中心发送的第三控制消息时，该网络协调器向所述无线传感器网络WSN内广播第三种MAC层帧格式MAC3，所述无线传感器网络WSN内的终端设备或/和监测节点接收到所述第三种MAC层帧格式MAC3后，按照载波监听冲突避免CSMA/CA无线信道接入方式上传所述环境信息给所述网络协调器； 

第6步：当机场环境处于预警状态或紧急报警状态时，所述监控中心控制所述手持设备和/或所述安防设备采取安全防范动作。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的机场环境监控方法，其特征在于：所述无线传感器网络WSN采用网状网络拓扑结构，所述网络协调器、任意一个终端设备以及任意一个监测节点两两之间至少存在一条通信链路； 

如果所述监测节点与所述网络协调器的通信距离在1跳范围以内，所述监测节点直接传送环境监测数据到所述网络协调器；

如果所述监测节点与所述网络协调器的通信距离在1跳范围以外，所述监测节点通过其它监测节点或终端设备转发所述环境监测数据；

所述终端设备用于构建所述无线传感器网络WSN中的主干路由链路，还用于接收所述监测节点上传的环境监测数据，并将该数据通过所述主干路由链路转发至所述网络协调器中。

3.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的机场环境监控方法，其特征在于：所述监测节点人工布置在需要监测的机场环境内，其布置方式分为埋地式、地面分布式和半空分布式，所述监测节点内部采用至少一种传感器模块，所述传感器模块为温度/湿度传感器、压力传感器、速度/位移/高度传感器、图像/噪音传感器、风向/风速传感器或有害气体/粉尘传感器中的一种或多种组合。

4.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的机场环境监控方法，其特征在于：所述终端设备用于实现所述无线传感器网络WSN的数据路由功能，还用于实现终端设备的定位功能以及报警功能，所述报警功能分为语音报警和灯光报警。

5.根据权利要求4所述的一种基于无线传感器网络的机场环境监控方法，其特征在于：所述监控中心设置有预测绘图模块，当监控中心判定出机场环境处于遭受威胁状态时，所述监控中心调用{t-△t,t}时间段内所存储的有效环境信息，通过所述预测绘图模块分析威胁事物的发展趋势并绘制出行动指示图；

所述监控中心将所述行动指示图发送给所述手持终端，用于提示机场保安人员进行安全检查；

所述监控中心还将所述行动指示图发送给所述安防***，用于提示安防***采取安全防范动作。

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