专利名称：一种基于无线传感器网络的海上搜救系统及方法
技术领域：
本发明涉及无线传感器网络技术，尤其涉及一种基于无线传感器网络的海上搜救系统。
背景技术：
长期以来，海上搜救都是通过卫星、雷达(多光谱分析、机器视觉以及卫星遥感，雷达应答器)等技术手段在搜救区域进行目标搜寻。但是在恶劣气候条件下，这种单靠搜救方搜寻目标的方式由于过于被动而受限较多。比如因对于落水目标无法定位而搜寻效率较低，往往会耗费大量人力、物力，且易贻误最佳救助时机等问题限制
发明内容
本发明的目的是提供一种基于无线传感器网络的海上搜救系统及方法，克服常规搜救方式受海上能见度影响较大，搜救过程中对目标人员体征信息不明，效率不理想的缺陷，摆脱以往海上搜救单靠搜救方一方搜寻目标的被动局面。本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，一种基于无线传感器网络的海上搜救系统，包括有无线传感器网络、无线通信汇聚节点、通信基站以及搜救网络中心，无线传感器网络将数据传输至无线通信汇聚节点，无线通信汇聚节点将数据传递至通信基站，通信基站将数据传输至搜救网络中心；无线传感器网络由若干具有监测目标生命体征及定位功能的传感器节点组成，传感器节点通过自组织多跳网络彼此保持无线通信并进行定位；传感器节点设于救生衣上，可人为打开也可遇海水自动打开；无线通信汇聚节点设于救生艇筏和/或搜救船上；通信基站设于母船和/或搜救船上。一种基于无线传感器网络的海上搜救方法，该方法如下I)传感器节点自组织为无线多跳的无线传感器网络，实时监测目标生命体征及位置信息，并将数据传输给无线通信汇聚节点；2)无线通信汇聚节点对传感器节点传输的数据进行接收、融合，并将融合后的数据传输给通信基站；3)通信基站将数据传入搜救网络中心，供搜救部门参考，搜救部门根据该数据采取相应措施投入搜救工作；4)如网络中个别传感器节点因位置超出无线传感器网络的通信覆盖范围，为节省能量，启动睡眠机制，等待通信汇聚节点的搜救信号将其唤醒。本发明的优点在于，该系统将无线传感器网络技术应用于海上搜救中，改变一贯的单靠搜救方搜寻的搜救方法，实现了对落水目标的定位和实时监测；其通过无线传感网传输给网络的数据，可以帮助搜救人员对目标迅速定位，并可以同时检测到目标的生命体征信息，大幅提高搜救效率。
图I是本发明提出的海上搜救系统的结构示意图；图2是该搜救系统的系统架构图。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。如图I所示，本发明提出的基于无线传感器网络的海上搜救系统包括有无线传感器网络、无线通信汇聚节点、通信基站以及搜救网络中心，无线传感器网络将数据传输至无线通信汇聚节点，无线通信汇聚节点将数据传递至通信基站，通信基站将数据传输至搜救网络中心；
无线传感器网络由若干具有监测目标生命体征及定位功能的传感器节点组成，传感器节点通过自组织多跳网络彼此保持无线通信并进行定位；传感器节点设于救生衣上，可人为打开也可遇海水自动打开；无线通信汇聚节点设于救生艇筏和/或搜救船上；通信基站设于母船和/或搜救船上。其工作过程如下I)传感器节点自组织为无线多跳的无线传感器网络，实时监测目标生命体征及位置信息，并将数据传输给无线通信汇聚节点；2)无线通信汇聚节点对传感器节点传输的数据进行接收、融合，并将融合后的数据传输给通信基站；3)通信基站将数据传入搜救网络中心，供搜救部门参考，搜救部门根据该数据采取相应措施投入搜救工作；4)如网络中个别传感器节点因位置超出无线传感器网络的通信覆盖范围，为节省能量，启动睡眠机制，等待通信汇聚节点的搜救信号将其唤醒。无线传感器网络体系结构自主建立，通过拓扑控制技术、路由协议及定位方法等WSN应用支撑技术建立起海上搜救无线传感网的应用系统架构，可以适应海上搜救中能见度差、节点动态性较高等情况。通过无线传感网对目标节点的定位与对有效信息的可靠传输，来辅助搜救人员对目标进行快速搜救，节省宝贵的时间，减少人员伤亡。该系统将无线传感器网络技术应用于海上搜救中，改变一贯的单靠搜救方搜寻的搜救方法，实现了对落水目标的定位和实时监测；其通过无线传感网传输给网络的数据，可以帮助搜救人员对目标迅速定位，并可以同时检测到目标的生命体征信息，大幅提高搜救效率。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
权利要求
1.一种基于无线传感器网络的海上搜救系统，其特征在于，包括有无线传感器网络、无线通信汇聚节点、通信基站以及搜救网络中心，无线传感器网络将数据传输至无线通信汇聚节点，无线通信汇聚节点将数据传递至通信基站，通信基站将数据传输至搜救网络中心。
2.根据权利要求I所述的一种基于无线传感器网络的海上搜救系统，其特征在于，无线传感器网络由若干具有监测目标生命体征及定位功能的传感器节点组成，传感器节点通过自组织多跳网络彼此保持无线通信并进行定位。
3.根据权利要求I所述的一种基于无线传感器网络的海上搜救系统，其特征在于，传感器节点设于救生衣上，可人为打开也可遇海水自动打开。
4.根据权利要求I所述的一种基于无线传感器网络的海上搜救系统，其特征在于，无线通信汇聚节点设于救生艇筏和/或搜救船上。
5.根据权利要求I所述的一种基于无线传感器网络的海上搜救系统，其特征在于，通信基站设于母船和/或搜救船上。
6.一种基于无线传感器网络的海上搜救方法，其特征在于，该方法如下 1)传感器节点自组织为无线多跳的无线传感器网络，实时监测目标生命体征及位置信息，并将数据传输给无线通信汇聚节点； 2)无线通信汇聚节点对传感器节点传输的数据进行接收、融合，并将融合后的数据传输给通信基站； 3)通信基站将数据传入搜救网络中心，供搜救部门参考，搜救部门根据该数据采取相应措施投入搜救工作； 4)如网络中个别传感器节点因位置超出无线传感器网络的通信覆盖范围，为节省能量，启动睡眠机制，等待通信汇聚节点的搜救信号将其唤醒。
全文摘要
本发明提出一种基于无线传感器网络的海上搜救系统，包括有无线传感器网络、无线通信汇聚节点、通信基站以及搜救网络中心，无线传感器网络将数据传输至无线通信汇聚节点，无线通信汇聚节点将数据传递至通信基站，通信基站将数据传输至搜救网络中心；该系统将无线传感器网络技术应用于海上搜救中，改变一贯的单靠搜救方搜寻的搜救方法，实现了对落水目标的定位和实时监测；其通过无线传感网传输给网络的数据，可以帮助搜救人员对目标迅速定位，并可以同时检测到目标的生命体征信息，大幅提高搜救效率。
文档编号H04W84/18GK102711246SQ201210217380
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月27日 优先权日2012年6月27日
发明者吴华锋, 张倩楠, 施朝健 申请人:上海海事大学