CN114530030A - 一种基于无线传感网络的水环境污染源的探测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的属于无线传感网络技术技术领域，具体为一种基于无线传感网络的水环境污染源的探测方法，该基于无线传感网络的水环境污染源的探测方法包括待测水环境区域分组、汇聚节点分布、传感器节点分布以水环境污染源定位，本发明通过将待测水环境区域分组，可以方便分组定位，多组定位可以方便对多个点污染源同时进行定位，从而避免多个同时存在的点污染源影响到点污染源的定位，当水环境污染源为线污染源时，本发明通过汇聚节点和传感器节点对对水环境污染源进行追踪，然后数据管理软件和水环境污染源探测软件对线污染源的运行轨迹进行预判，从而便于搜寻人员及时找到线污染源。

Description

一种基于无线传感网络的水环境污染源的探测方法
技术领域
本发明涉及无线传感网络技术技术领域，具体为一种基于无线传感网络的水环境污染源的探测方法。
背景技术
水环境污染源是造成水域环境污染的污染物发生源。通常是指向水域排放污染物或对水环境产生有害影响的场所、设备和设置。按污染物的来源可分为天然污染源和人为污染源两大类。人为污染源按人类活动的方式可分为工业、农业、生活、交通等污染源；按排放污染物种类的不同，可分为有机、无机、热、放射性、重金属、病原体等的污染源以及同时排放多种污染物的混合污染源；按排放污染物空间分布方式的不同，可分为点、线、面污染源。从污染源看，非点源污染的重要性已经不容忽视，其输出负荷占总量的比重在不同区域呈现不同的特点。
现有的无线传感网络的水环境污染源的探测方法主要依靠埋在待测水环境区域内的传感器节点对水环境污染源进行探测，然后根据检测到的数据再通过计算获取水环境污染源的精准位置，然而这种探测方法只能找到固定的点污染源，当污染源为线污染源或面污染源时，现有的探测方法对水环境污染源进行定位时会出现定位错误的问题，且当固定的点污染源为多个时，现有的探测方法会出现错误判断，从而导致污染源无法定位。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于无线传感网络的水环境污染源的探测方法，以解决上述背景技术中提出的现有的无线传感网络的水环境污染源的探测方法只能探测固定的单个点污染源的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于无线传感网络的水环境污染源的探测方法，该基于无线传感网络的水环境污染源的探测方法如下：
S1:将待测水环境区域分为i组待测区域，并标号Pi(i＝1，2，3……)，每组待测区域内均设置有一个汇聚节点和n个传感器节点，汇聚节点标号为Xi(i＝1，2，3……)，传感器节点标号为Yn(n＝1，2，3……)，每一个传感器节点上均带有水环境污染源探头，每组待测区域内的传感器节点均以多跳通信的方式与该组待测区域内的汇聚节点连接，多个汇聚节点分别通过无线网络与协议转换器连接，协议转换器通过网线与电脑连接，电脑中安装有数据管理软件和水环境污染源探测软件；
S2:设定待测水环境区域的允许的离子浓度值，当水环境污染源探头开始对待测区域检验时，当水环境区域的离子浓度超过设定值，水环境污染源探头将采集到的异常数据传递给传感器节点，传感器节点将异常数据传递给汇聚节点，汇聚节点将信号传递到协议转换器，协议转换器将信号传递给电脑，电脑中通过数据管理软件和水环境污染源探测软件对水环境污染源进行定位；
S3:水环境污染源定位；
A:当有待测区域内的水环境污染源探头检测到异常时，且水环境污染源探头检测到的异常数据不降低时，则表明该水环境污染源为点污染源，水环境污染源探测软件可以通过传统的三点定位方式确定水环境污染源的位置；
B:当有一组或相邻两至四组待测区域内的水环境污染源探头检测到异常时，且水环境污染源探头检测到的异常数据呈升降变化时，则表明该水环境污染源为线污染源，然后数据管理软件通过水环境污染源探头检测到的增量变化确定线污染源的运动轨迹，水环境污染源探测软件通过运动轨迹预判线污染源的位置；
C:当五组及以上相邻的待测区域或两组及以上不相邻的待测区域内的水环境污染源探头检测到异常时，且水环境污染源探头检测到的异常数据呈升降变化时，则表明该水环境污染源为面污染源，然后水环境污染源探测软件对传来异常数据的待测区域进行定位，此时需要对有异常数据的待测区域进行整体清理。
优选的，所述待测水环境区域分组后的组数至少为五组，每个向待测环境区域排水的排水口均设置有一组待测区域。
优选的，每组所述待测区域内的传感器节点的数量至少为六个，每组所述待测区域内的传感器节点均以汇聚节点为原点呈射线型向外分布。
优选的，所述S2中的水环境污染源探头开始对待测区域检验时，水环境污染源探头会将探测到的离子浓度的数据传递到电脑中，电脑中的数据管理软件对待测区域内的离子浓度进行记录。
优选的，所述汇聚节点和传感器节点的本体上均设置有控制开关，通过无线网络和可以调节控制开关开启或关闭汇聚节点和传感器节点的电源。
优选的，所述电脑外接报警器，当水环境污染源探头发现水环境污染源时，报警器可以发出警报。
优选的，每个所述汇聚节点上均设置有定位装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明通过将待测水环境区域分组，可以方便分组定位，多组定位可以方便对多个点污染源同时进行定位，从而避免多个同时存在的点污染源影响到点污染源的定位；
2)当水环境污染源为线污染源时，本发明通过汇聚节点和传感器节点对对水环境污染源进行追踪，然后数据管理软件和水环境污染源探测软件对线污染源的运行轨迹进行预判，从而便于搜寻人员及时找到线污染源；
3)当水环境污染源为面污染源时，面污染源可以通过待测区域的定位来定位，当年搜寻人员到达面污染源对应的待测区域时，可以直接发现面污染源。
附图说明
图1为本发明信号传递逻辑结构流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例：
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于无线传感网络的水环境污染源的探测方法，该基于无线传感网络的水环境污染源的探测方法如下：
S1:将待测水环境区域分为i组待测区域，并标号Pi(i＝1，2，3……)，每组待测区域内均设置有一个汇聚节点和n个传感器节点，汇聚节点标号为Xi(i＝1，2，3……)，传感器节点标号为Yn(n＝1，2，3……)，每一个传感器节点上均带有水环境污染源探头，每组待测区域内的传感器节点均以多跳通信的方式与该组待测区域内的汇聚节点连接，多个汇聚节点分别通过无线网络与协议转换器连接，协议转换器通过网线与电脑连接，电脑中安装有数据管理软件和水环境污染源探测软件；
S2:设定待测水环境区域的允许的离子浓度值，当水环境污染源探头开始对待测区域检验时，当水环境区域的离子浓度超过设定值，水环境污染源探头将采集到的异常数据传递给传感器节点，传感器节点将异常数据传递给汇聚节点，汇聚节点将信号传递到协议转换器，协议转换器将信号传递给电脑，电脑中通过数据管理软件和水环境污染源探测软件对水环境污染源进行定位；
S3:水环境污染源定位；
A:当有待测区域内的水环境污染源探头检测到异常时，且水环境污染源探头检测到的异常数据不降低时，则表明该水环境污染源为点污染源，水环境污染源探测软件可以通过传统的三点定位方式确定水环境污染源的位置；
B:当有一组或相邻两至四组待测区域内的水环境污染源探头检测到异常时，且水环境污染源探头检测到的异常数据呈升降变化时，则表明该水环境污染源为线污染源，然后数据管理软件通过水环境污染源探头检测到的增量变化确定线污染源的运动轨迹，水环境污染源探测软件通过运动轨迹预判线污染源的位置；
C:当五组及以上相邻的待测区域或两组及以上不相邻的待测区域内的水环境污染源探头检测到异常时，且水环境污染源探头检测到的异常数据呈升降变化时，则表明该水环境污染源为面污染源，然后水环境污染源探测软件对传来异常数据的待测区域进行定位，此时需要对有异常数据的待测区域进行整体清理。
待测水环境区域分组后的组数至少为五组，每个向待测环境区域排水的排水口均设置有一组待测区域，点污染源是指由城市和乡镇生活污水和工业企业通过管道和沟渠收集和排入水体的废水，通过在排水口均设置有待测区域，可以精准的确定点污染源的位置。
每组待测区域内的传感器节点的数量至少为六个，每组待测区域内的传感器节点均以汇聚节点为原点呈射线型向外分布。
S2中的水环境污染源探头开始对待测区域检验时，水环境污染源探头会将探测到的离子浓度的数据传递到电脑中，电脑中的数据管理软件对待测区域内的离子浓度进行记录。
汇聚节点和传感器节点的本体上均设置有控制开关，通过无线网络和可以调节控制开关开启或关闭汇聚节点和传感器节点的电源，搜寻水环境污染源时，关闭未发现污染源的待测区域内的传感器节点和汇聚节点电源，打开发现污染源的待测区域内的传感器节点和汇聚节点的电源，通过关闭不使用的传感器节点电源可以节约能源。
电脑外接报警器，当水环境污染源探头发现水环境污染源时，报警器可以发出警报，从而便于探测人员及时发现水环境污染源。
每个汇聚节点上均设置有定位装置。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种基于无线传感网络的水环境污染源的探测方法，其特征在于：该基于无线传感网络的水环境污染源的探测方法如下：
S1:将待测水环境区域分为i组待测区域，并标号Pi(i＝1，2，3……)，每组待测区域内均设置有一个汇聚节点和n个传感器节点，汇聚节点标号为Xi(i＝1，2，3……)，传感器节点标号为Yn(n＝1，2，3……)，每一个传感器节点上均带有水环境污染源探头，每组待测区域内的传感器节点均以多跳通信的方式与该组待测区域内的汇聚节点连接，多个汇聚节点分别通过无线网络与协议转换器连接，协议转换器通过网线与电脑连接，电脑中安装有数据管理软件和水环境污染源探测软件；
S2:设定待测水环境区域的允许的离子浓度值，当水环境污染源探头开始对待测区域检验时，当水环境区域的离子浓度超过设定值，水环境污染源探头将采集到的异常数据传递给传感器节点，传感器节点将异常数据传递给汇聚节点，汇聚节点将信号传递到协议转换器，协议转换器将信号传递给电脑，电脑中通过数据管理软件和水环境污染源探测软件对水环境污染源进行定位；
S3:水环境污染源定位；
A:当有待测区域内的水环境污染源探头检测到异常时，且水环境污染源探头检测到的异常数据不降低时，则表明该水环境污染源为点污染源，水环境污染源探测软件可以通过传统的三点定位方式确定水环境污染源的位置；
B:当有一组或相邻两至四组待测区域内的水环境污染源探头检测到异常时，且水环境污染源探头检测到的异常数据呈升降变化时，则表明该水环境污染源为线污染源，然后数据管理软件通过水环境污染源探头检测到的增量变化确定线污染源的运动轨迹，水环境污染源探测软件通过运动轨迹预判线污染源的位置；
C:当五组及以上相邻的待测区域或两组及以上不相邻的待测区域内的水环境污染源探头检测到异常时，且水环境污染源探头检测到的异常数据呈升降变化时，则表明该水环境污染源为面污染源，然后水环境污染源探测软件对传来异常数据的待测区域进行定位，此时需要对有异常数据的待测区域进行整体清理。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的水环境污染源的探测方法，其特征在于：所述待测水环境区域分组后的组数至少为五组，每个向待测环境区域排水的排水口均设置有一组待测区域。
3.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的水环境污染源的探测方法，其特征在于：每组所述待测区域内的传感器节点的数量至少为六个，每组所述待测区域内的传感器节点均以汇聚节点为原点呈射线型向外分布。
4.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的水环境污染源的探测方法，其特征在于：所述S2中的水环境污染源探头开始对待测区域检验时，水环境污染源探头会将探测到的离子浓度的数据传递到电脑中，电脑中的数据管理软件对待测区域内的离子浓度进行记录。
5.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的水环境污染源的探测方法，其特征在于：所述汇聚节点和传感器节点的本体上均设置有控制开关，通过无线网络和可以调节控制开关开启或关闭汇聚节点和传感器节点的电源。
6.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的水环境污染源的探测方法，其特征在于：所述电脑外接报警器，当水环境污染源探头发现水环境污染源时，报警器可以发出警报。
7.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的水环境污染源的探测方法，其特征在于：每个所述汇聚节点的本体上均设置有定位装置。
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