一种基于物联网的环境监测系统实现方法

本发明涉及一种实现方法，尤其涉及的是一种基于物联网的环境监测系统实现方法。

背景技术：

近年来，很多研究工作致力于物联网，以便通过物联网能够快速获取环境监测网络服务。随着物联网的发展，物联网会成为未来提供环境监测服务的一种模式。

目前，物联网的实现模式是通过广播来实现，因此延迟和代价都比较大，降低了环境监测服务性能。因此，如何降低物联网提供环境监测数据的延迟和代价成为近年来研究的热点问题。

技术实现要素：

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于物联网的环境监测系统实现方法。

技术方案：本发明公开了一种基于物联网的环境监测系统实现方法，所述系统包含接入节点、用户节点和传感节点；每个接入节点的坐标具有唯一性；

系统中的一种类型的数据由一个名称唯一定义；

用户节点用于获取数据，传感节点用于感知并创建数据；

一个用户节点或者一个传感节点与一个接入节点链接；

每个接入节点保存一个传感表，一个传感表项包含名称、数据和生命周期；每种数据的阈值预先设置；

每个接入节点保存一个本地表，一个本地表项包含环境污染域和生命周期域，环境污染域值为0或者1，1代表存在环境污染，0代表不存在环境污染；

一个消息由消息id唯一标识；

数据消息包含消息id、名称和数据；

在传感节点sn1与接入节点ap1链接，能创建数据da1，数据da1由名称na1唯一标识的条件下，传感节点sn1定期执行下述操作：

步骤101：开始；

步骤102：传感节点sn1发送一个数据消息，数据消息的消息id为1，名称等于na1，数据等于da1；

步骤103：接入节点ap1接收到数据消息后查看传感表，如果存在一个传感表项，该传感表项的名称等于该数据消息中的名称，则将该传感表项的数据更新为该数据消息中的数据，将生命周期设置为最大值，生命周期设定阈值为500ms-1000ms，否则接入节点ap1创建一个传感表项，该传感表项的名称等于该数据消息中的名称，数据等于该数据消息中的数据，将生命周期设置为最大值；

步骤104：接入节点ap1设置一个整型参数p，参数p的值为1，对于每一个传感表项，接入节点ap1判断该传感表项的数据域值是否大于预先设置的阈值，例如，细颗粒的域值为101微克/立方米-200微克/立方米；阈值的作用是用来判断是否为空气污染。如果大于，则将参数p设置为0，否则不做任何操作；

步骤105：接入节点ap1删除本地表中的所有表项，如果参数p等于1，则执行步骤106，否则执行步骤107；

步骤106：接入节点ap1创建一个本地表项，该本地表项的环境污染域等于0，生命周期设置为最大值，执行步骤108；

步骤107：接入节点ap1创建一个本地表项，该本地表项的环境污染域等于1，生命周期设置为最大值；

步骤108：结束。

传感节点通过上述过程建立传感表，每次更新传感表之后接入节点根据传感表的最新数据来创建本地表项从而判断所在区域是否存在环境污染，上述过程中通过传感表和本地表项通过生命周期来确保所判断的所在区域环境污染的正确性和实时性。

本发明所述方法中，每个接入节点保存一个接入表，一个接入表项包含坐标域；

在一个接入节点根据电子地图获取所在系统的每个接入节点ap0的坐标，并创建一个接入表项，该接入表项的坐标域值等于接入节点ap0的坐标，电子地图预先设置，该电子地图上包含所有接入节点的坐标；每个接入节点的通信半径为r1；从一个接入节点到达另一个接入节点的路径由坐标集合表示，该坐标集合由该路径所包含的每个接入节点的坐标构成；接入节点ap1的坐标为co1，接入节点ap2的坐标为co2的条件下，接入节点ap1通过下述过程获取到达接入节点ap2的坐标集合：

步骤201：开始；

步骤202：接入节点ap1设置一个坐标集合变量sp1，变量sp1的初始值为{co1}，即变量sp1中只包含一个元素co1，接入节点ap1设置一个坐标变量cp1，变量cp1的初始值为co1；

步骤203：接入节点ap1选择所有符合条件1的接入表项，从符合条件1的接入表项中选择一个接入表项，该接入表项的坐标与坐标co2之间的距离最小，将该接入表项的坐标加入到变量sp1中并作为最后一个元素，接入节点ap1判断该接入表项的坐标是否等于co2，如果等于，则执行步骤205，否则执行步骤204；

条件1：该接入表项的坐标与变量cp1之间的距离不大于通信半径r1；

步骤204：接入节点ap1将变量cp1的值设置为选中的接入表项中的坐标，执行步骤203；

步骤205：结束。

接入节点通过上述过程获取到达目标接入节点的最短路径并保存在变量cp1中，这样，用户节点可以通过指定的最短路径来判断该路径是否存在环境污染，从而决定自己的行程。

本发明所述方法中，用户节点通过路径表来获取一个路径的环境污染数据，一个路径表项包含坐标和环境污染域；环境污染域值为0或者1，1代表存在环境污染，0代表不存在环境污染；

请求消息包含消息id，源坐标集合，目的坐标集合，目的坐标和路径表；

响应消息包含消息id，坐标集合和路径表；

在用户节点u1与接入节点ap1链接，接入节点ap2的坐标为co2的条件下，用户节点u1通过下述过程获取接入节点ap1到达接入节点ap2的路径的路径表：

步骤301：开始；

步骤302：用户节点u1发送一个请求消息，该请求消息的消息id为2，源坐标集合为空，目的坐标集合为空，目的坐标为co2，路径表为空；

步骤303：接入节点ap1接收到该请求消息后，执行步骤201-205获取接入节点ap1到达该请求消息中目的坐标所标识的接入节点的路径的坐标集合变量值，将该请求消息的源坐标集合和目的坐标集合分别设置为该坐标集合变量值，从源坐标集合中删除第一个元素，在请求消息的路径表中创建一个路径表项，该路径表项的坐标等于自己的坐标，环境污染域值等于自己的本地表项中的环境污染域值，接入节点ap1转发该请求消息；

步骤304：如果除了用户节点u1以外的用户节点或者传感节点接收到该请求消息，则执行步骤315，否则执行步骤305；

步骤305：接收到该请求消息的接入节点判断自己的坐标是否等于该请求消息中元坐标集合的第一个元素，如果等于，则执行步骤306，否则执行步骤315；

步骤306：接收到该请求消息的接入节点从该请求消息源坐标集合中删除第一个元素，在请求消息的路径表中创建一个路径表项，该路径表项的坐标等于自己的坐标，环境污染域值等于自己的本地表项中的环境污染域值，如果自己的坐标等于该请求消息中的目的坐标，则执行步骤308，否则执行步骤307；

步骤307：接收到该请求消息的接入节点转发该请求消息，执行步骤304；

步骤308：接收到该请求消息的接入节点发送一个响应消息，该响应消息的消息id为3，坐标集合等于该请求消息中的目的坐标集合，路径表等于该请求消息中的路径表，该接入节点从该响应消息的坐标集合中删除最后一个元素，转发该响应消息；

步骤309：如果用户节点u1接收到该响应消息，则执行步骤314，否则执行步骤310；

步骤310：如果除了用户节点u1以外的用户节点或者传感节点接收到该响应消息，则执行步骤315，否则执行步骤311；

步骤311：接收到该响应消息的接入节点判断该响应消息的坐标集合是否为空，如果是，则执行步骤315，否则执行步骤312；

步骤312：接收到该响应消息的接入节点判断自己的坐标是否等于该响应消息坐标集合中的最后一个元素，如果等于，则执行步骤313，否则执行步骤315；

步骤313：接收到该响应消息的接入节点从该响应消息的坐标集合中删除最后一个元素，转发该响应消息，执行步骤309；

步骤314：用户节点u1保存该响应消息中的路径表；

步骤315：结束。

用户节点通过上述过程获取指定路径的环境污染数据从而判断该路径是否存在环境污染状况，上述过程通过坐标集合实现路由，因此无需路由发现过程和路径创建过程，从而降低了用户节点获取指定路径污染参数的延迟和代价。

本发明所述方法中，每个接入节点保存一个邻居表，一个邻居表项包含坐标，环境污染和生命周期；环境污染域值为0或者1，1代表存在环境污染，0代表不存在环境污染；一个邻居消息包含消息id、坐标和环境污染域；一个接入节点ap3定期执行下述操作：

步骤401：开始；

步骤402：接入节点ap3发送一个邻居消息，该邻居消息的消息id等于4，坐标等于自己的坐标，环境污染域值等于自己本地表项的环境污染域值；

步骤403：邻居接入节点接收到该邻居消息后判断是否存在一个邻居表项，该邻居表项的坐标等于该邻居消息中的坐标，如果存在，则将该邻居表项的环境污染域值更新为该邻居消息中的环境污染域值，将生命周期设置为最大值，如果不存在，则创建一个邻居表项，该邻居表项的坐标等于该邻居消息中的坐标，环境污染域值等于该邻居消息中的环境污染域值，将生命周期设置为最大值；

步骤404：结束。

接入节点通过上述过程创建邻居表，从而获取每个邻居接入节点所在区域的环境污染参数值，邻居表通过生命周期来控制环境污染参数的有效性和实时性，同时，邻居表在邻居接入节点之间建立，因此降低了创建邻居表的延迟和代价。

本发明所述方法中，

一个查询消息包含消息id、坐标集合和目的坐标；

一个确认消息包含消息id、源坐标集合和目的坐标集合；

在用户节点u1与接入节点ap1链接，接入节点ap2的坐标为co2，接入节点ap1的坐标为co1的条件下，用户节点u1通过下述过程获取接入节点ap1到接入节点ap2的无环境污染的路径的坐标集合：

步骤501：开始；

步骤502：用户节点u1发送一个查询消息，该查询消息的消息id为5，坐标集合为空，目的坐标为co2；

步骤503：接入节点ap1接收到该查询消息后，将自己的坐标加入到该查询消息中的坐标集合中并作为最后一个元素，选择所有符合条件2的邻居表项，从这些邻居表项中选择一个邻居表项，该邻居表项的坐标与该查询消息中的目的坐标之间的距离最近，将该邻居表项的坐标加入到该查询消息中的坐标集合中并作为最后一个元素，转发该查询消息；

条件2：该邻居表项的环境污染域值为0；

步骤504：如果用户节点或者传感节点接收到该查询消息，则执行步骤515，否则执行步骤505；

步骤505：接收到该查询消息的接入节点判断自己的坐标是否等于该查询消息中坐标集合中的最后一个元素，如果等于，则执行步骤506，否则执行步骤515；

步骤506：接收到该查询消息的接入节点判断自己的坐标是否等于该查询消息中的目的坐标，如果等于，则执行步骤508，否则执行步骤507；

步骤507：接收到该查询消息的接入节点选择所有符合条件2的邻居表项，从这些邻居表项中选择一个邻居表项，该邻居表项的坐标与该查询消息中的目的坐标之间的距离最近，将该邻居表项的坐标加入到该查询消息中的坐标集合中并作为最后一个元素，转发该查询消息，执行步骤504；

步骤508：接收到该查询消息的接入节点发送一个确认消息，该确认消息的消息id为6，源坐标集合和目的坐标集合分别等于该查询消息中的坐标集合，该接入节点从该确认消息的源坐标集合中删除最后一个元素，转发该确认消息；

步骤509：如果用户节点u1接收到该确认消息，则执行步骤514，否则执行步骤510；

步骤510：如果用户节点或者传感节点接收到该确认消息，则执行步骤515，否则执行步骤511；

步骤511：接收到该确认消息的接入节点判断该确认消息的源坐标集合是否为空，如果是，则执行步骤515，否则执行步骤512；

步骤512：接收到该确认消息的接入节点判断自己的坐标是否等于该确认消息中源坐标集合中的最后一个元素，如果等于，则执行步骤513，否则执行步骤515；

步骤513：接收到该确认消息的接入节点从该确认消息的源坐标集合中删除最后一个元素，转发该确认消息，执行步骤509；

步骤514：用户节点u1保存该确认消息中的目的坐标集合；

步骤515：结束。

用户节点通过上述过程获取无环境污染的路径，由于该路径是感觉邻居表项的实时数据产生的路径，因此确保的该路径的有效性，同时上述过程通过选择距离目标接入节点最近的中间接入节点构建路径从而确保该无环境污染的路径为距离最近，从而确保用户节点能够通过最近且无环境污染的路径到达目的接入节点所在的区域。

有益效果：本发明提供了一种基于物联网的环境监测系统实现方法，用户通过本发明所提供的基于物联网的环境监测系统实现方法能够快速获取环境监测数据，从而有效缩短了获取环境监测服务数据的延迟和代价，提高了服务质量，本发明可应用于环境监测等领域，具有广泛的应用前景。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1为本发明所述的建立本地表流程示意图。

图2为本发明所述的建立路径流程示意图。

图3为本发明所述的建立路径表流程示意图。

图4为本发明所述的建立邻居表流程示意图。

图5为本发明所述的建立无污染路径流程示意图。

具体实施方式：

本发明提供了一种基于物联网的环境监测系统实现方法，用户通过本发明所提供的基于物联网的环境监测系统实现方法能够快速获取环境监测数据，从而有效缩短了获取环境监测服务数据的延迟和代价，提高了服务质量，本发明可应用于环境监测等领域，具有广泛的应用前景。

图1为本发明所述的建立本地表流程示意图。所述系统包含接入节点、用户节点和传感节点；每个接入节点的坐标具有唯一性；

系统中的一种类型的数据由一个名称唯一定义；

用户节点用于获取数据，传感节点用于感知并创建数据；

一个用户节点或者一个传感节点与一个接入节点链接；

每个接入节点保存一个传感表，一个传感表项包含名称、数据和生命周期；每种数据的阈值预先设置；

每个接入节点保存一个本地表，一个本地表项包含环境污染域和生命周期域，环境污染域值为0或者1，1代表存在环境污染，0代表不存在环境污染；

一个消息由消息id唯一标识；

数据消息包含消息id、名称和数据；

在传感节点sn1与接入节点ap1链接，能创建数据da1，数据da1由名称na1唯一标识的条件下，传感节点sn1定期执行下述操作：

步骤101：开始；

步骤102：传感节点sn1发送一个数据消息，数据消息的消息id为1，名称等于na1，数据等于da1；

步骤103：接入节点ap1接收到数据消息后查看传感表，如果存在一个传感表项，该传感表项的名称等于该数据消息中的名称，则将该传感表项的数据更新为该数据消息中的数据，将生命周期设置为最大值，生命周期设定阈值为500ms-1000ms，否则接入节点ap1创建一个传感表项，该传感表项的名称等于该数据消息中的名称，数据等于该数据消息中的数据，将生命周期设置为最大值；

步骤104：接入节点ap1设置一个整型参数p，参数p的值为1，对于每一个传感表项，接入节点ap1判断该传感表项的数据域值是否大于预先设置的阈值，例如，细颗粒的域值为101微克/立方米-200微克/立方米；阈值的作用是用来判断是否为空气污染。如果大于，则将参数p设置为0，否则不做任何操作；

步骤105：接入节点ap1删除本地表中的所有表项，如果参数p等于1，则执行步骤106，否则执行步骤107；

步骤106：接入节点ap1创建一个本地表项，该本地表项的环境污染域等于0，生命周期设置为最大值，执行步骤108；

步骤107：接入节点ap1创建一个本地表项，该本地表项的环境污染域等于1，生命周期设置为最大值；

步骤108：结束。

传感节点通过上述过程建立传感表，每次更新传感表之后接入节点根据传感表的最新数据来创建本地表项从而判断所在区域是否存在环境污染，上述过程中通过传感表和本地表项通过生命周期来确保所判断的所在区域环境污染的正确性和实时性。

图2为本发明所述的建立路径流程示意图。每个接入节点保存一个接入表，一个接入表项包含坐标域；

在一个接入节点根据电子地图获取所在系统的每个接入节点ap0的坐标，并创建一个接入表项，该接入表项的坐标域值等于接入节点ap0的坐标，电子地图预先设置，该电子地图上包含所有接入节点的坐标；每个接入节点的通信半径为r1；从一个接入节点到达另一个接入节点的路径由坐标集合表示，该坐标集合由该路径所包含的每个接入节点的坐标构成；接入节点ap1的坐标为co1，接入节点ap2的坐标为co2的条件下，接入节点ap1通过下述过程获取到达接入节点ap2的坐标集合：

步骤201：开始；

步骤202：接入节点ap1设置一个坐标集合变量sp1，变量sp1的初始值为{co1}，即变量sp1中只包含一个元素co1，接入节点ap1设置一个坐标变量cp1，变量cp1的初始值为co1；

步骤203：接入节点ap1选择所有符合条件1的接入表项，从符合条件1的接入表项中选择一个接入表项，该接入表项的坐标与坐标co2之间的距离最小，将该接入表项的坐标加入到变量sp1中并作为最后一个元素，接入节点ap1判断该接入表项的坐标是否等于co2，如果等于，则执行步骤205，否则执行步骤204；

条件1：该接入表项的坐标与变量cp1之间的距离不大于通信半径r1；

步骤204：接入节点ap1将变量cp1的值设置为选中的接入表项中的坐标，执行步骤203；

步骤205：结束。

接入节点通过上述过程获取到达目标接入节点的最短路径并保存在变量cp1中，这样，用户节点可以通过指定的最短路径来判断该路径是否存在环境污染，从而决定自己的行程。

图3为本发明所述的建立路径表流程示意图。用户节点通过路径表来获取一个路径的环境污染数据，一个路径表项包含坐标和环境污染域；环境污染域值为0或者1，1代表存在环境污染，0代表不存在环境污染；

请求消息包含消息id，源坐标集合，目的坐标集合，目的坐标和路径表；

响应消息包含消息id，坐标集合和路径表；

在用户节点u1与接入节点ap1链接，接入节点ap2的坐标为co2的条件下，用户节点u1通过下述过程获取接入节点ap1到达接入节点ap2的路径的路径表：

步骤301：开始；

步骤302：用户节点u1发送一个请求消息，该请求消息的消息id为2，源坐标集合为空，目的坐标集合为空，目的坐标为co2，路径表为空；

步骤303：接入节点ap1接收到该请求消息后，执行步骤201-205获取接入节点ap1到达该请求消息中目的坐标所标识的接入节点的路径的坐标集合变量值，将该请求消息的源坐标集合和目的坐标集合分别设置为该坐标集合变量值，从源坐标集合中删除第一个元素，在请求消息的路径表中创建一个路径表项，该路径表项的坐标等于自己的坐标，环境污染域值等于自己的本地表项中的环境污染域值，接入节点ap1转发该请求消息；

步骤304：如果除了用户节点u1以外的用户节点或者传感节点接收到该请求消息，则执行步骤315，否则执行步骤305；

步骤305：接收到该请求消息的接入节点判断自己的坐标是否等于该请求消息中元坐标集合的第一个元素，如果等于，则执行步骤306，否则执行步骤315；

步骤306：接收到该请求消息的接入节点从该请求消息源坐标集合中删除第一个元素，在请求消息的路径表中创建一个路径表项，该路径表项的坐标等于自己的坐标，环境污染域值等于自己的本地表项中的环境污染域值，如果自己的坐标等于该请求消息中的目的坐标，则执行步骤308，否则执行步骤307；

步骤307：接收到该请求消息的接入节点转发该请求消息，执行步骤304；

步骤308：接收到该请求消息的接入节点发送一个响应消息，该响应消息的消息id为3，坐标集合等于该请求消息中的目的坐标集合，路径表等于该请求消息中的路径表，该接入节点从该响应消息的坐标集合中删除最后一个元素，转发该响应消息；

步骤309：如果用户节点u1接收到该响应消息，则执行步骤314，否则执行步骤310；

步骤310：如果除了用户节点u1以外的用户节点或者传感节点接收到该响应消息，则执行步骤315，否则执行步骤311；

步骤311：接收到该响应消息的接入节点判断该响应消息的坐标集合是否为空，如果是，则执行步骤315，否则执行步骤312；

步骤312：接收到该响应消息的接入节点判断自己的坐标是否等于该响应消息坐标集合中的最后一个元素，如果等于，则执行步骤313，否则执行步骤315；

步骤313：接收到该响应消息的接入节点从该响应消息的坐标集合中删除最后一个元素，转发该响应消息，执行步骤309；

步骤314：用户节点u1保存该响应消息中的路径表；

步骤315：结束。

用户节点通过上述过程获取指定路径的环境污染数据从而判断该路径是否存在环境污染状况，上述过程通过坐标集合实现路由，因此无需路由发现过程和路径创建过程，从而降低了用户节点获取指定路径污染参数的延迟和代价。

图4为本发明所述的建立邻居表流程示意图。每个接入节点保存一个邻居表，一个邻居表项包含坐标，环境污染和生命周期；环境污染域值为0或者1，1代表存在环境污染，0代表不存在环境污染；一个邻居消息包含消息id、坐标和环境污染域；一个接入节点ap3定期执行下述操作：

步骤401：开始；

步骤402：接入节点ap3发送一个邻居消息，该邻居消息的消息id等于4，坐标等于自己的坐标，环境污染域值等于自己本地表项的环境污染域值；

步骤403：邻居接入节点接收到该邻居消息后判断是否存在一个邻居表项，该邻居表项的坐标等于该邻居消息中的坐标，如果存在，则将该邻居表项的环境污染域值更新为该邻居消息中的环境污染域值，将生命周期设置为最大值，如果不存在，则创建一个邻居表项，该邻居表项的坐标等于该邻居消息中的坐标，环境污染域值等于该邻居消息中的环境污染域值，将生命周期设置为最大值；

步骤404：结束。

接入节点通过上述过程创建邻居表，从而获取每个邻居接入节点所在区域的环境污染参数值，邻居表通过生命周期来控制环境污染参数的有效性和实时性，同时，邻居表在邻居接入节点之间建立，因此降低了创建邻居表的延迟和代价。

图5为本发明所述的建立无污染路径流程示意图。一个查询消息包含消息id、坐标集合和目的坐标；

一个确认消息包含消息id、源坐标集合和目的坐标集合；

在用户节点u1与接入节点ap1链接，接入节点ap2的坐标为co2，接入节点ap1的坐标为co1的条件下，用户节点u1通过下述过程获取接入节点ap1到接入节点ap2的无环境污染的路径的坐标集合：

步骤501：开始；

步骤502：用户节点u1发送一个查询消息，该查询消息的消息id为5，坐标集合为空，目的坐标为co2；

步骤503：接入节点ap1接收到该查询消息后，将自己的坐标加入到该查询消息中的坐标集合中并作为最后一个元素，选择所有符合条件2的邻居表项，从这些邻居表项中选择一个邻居表项，该邻居表项的坐标与该查询消息中的目的坐标之间的距离最近，将该邻居表项的坐标加入到该查询消息中的坐标集合中并作为最后一个元素，转发该查询消息；

条件2：该邻居表项的环境污染域值为0；

步骤504：如果用户节点或者传感节点接收到该查询消息，则执行步骤515，否则执行步骤505；

步骤505：接收到该查询消息的接入节点判断自己的坐标是否等于该查询消息中坐标集合中的最后一个元素，如果等于，则执行步骤506，否则执行步骤515；

步骤506：接收到该查询消息的接入节点判断自己的坐标是否等于该查询消息中的目的坐标，如果等于，则执行步骤508，否则执行步骤507；

步骤507：接收到该查询消息的接入节点选择所有符合条件2的邻居表项，从这些邻居表项中选择一个邻居表项，该邻居表项的坐标与该查询消息中的目的坐标之间的距离最近，将该邻居表项的坐标加入到该查询消息中的坐标集合中并作为最后一个元素，转发该查询消息，执行步骤504；

步骤508：接收到该查询消息的接入节点发送一个确认消息，该确认消息的消息id为6，源坐标集合和目的坐标集合分别等于该查询消息中的坐标集合，该接入节点从该确认消息的源坐标集合中删除最后一个元素，转发该确认消息；

步骤509：如果用户节点u1接收到该确认消息，则执行步骤514，否则执行步骤510；

步骤510：如果用户节点或者传感节点接收到该确认消息，则执行步骤515，否则执行步骤511；

步骤511：接收到该确认消息的接入节点判断该确认消息的源坐标集合是否为空，如果是，则执行步骤515，否则执行步骤512；

步骤512：接收到该确认消息的接入节点判断自己的坐标是否等于该确认消息中源坐标集合中的最后一个元素，如果等于，则执行步骤513，否则执行步骤515；

步骤513：接收到该确认消息的接入节点从该确认消息的源坐标集合中删除最后一个元素，转发该确认消息，执行步骤509；

步骤514：用户节点u1保存该确认消息中的目的坐标集合；

步骤515：结束。

用户节点通过上述过程获取无环境污染的路径，由于该路径是感觉邻居表项的实时数据产生的路径，因此确保的该路径的有效性，同时上述过程通过选择距离目标接入节点最近的中间接入节点构建路径从而确保该无环境污染的路径为距离最近，从而确保用户节点能够通过最近且无环境污染的路径到达目的接入节点所在的区域。

实施例1

基于表1的仿真参数，本实施例模拟了本发明中的一种基于物联网的环境监测系统实现方法，传感节点sn1与接入节点ap1链接，能创建与环境监测数据，例如细颗粒，传感节点sn1定期执行步骤101-108发送数据消息来创建传感表和本地表，例如，传感表中，名称为细颗粒，数据为120微克/立方米，生命周期为500ms，在本地表项中，生命周期域值为500ms，如果环境污染域值为1，则代表环境污染，如果环境污染域值为0，则表示不存在环境污染。传感节点通过上述过程建立传感表，每次更新传感表之后接入节点根据传感表的最新数据来创建本地表项从而判断所在区域是否存在环境污染，上述过程中通过传感表和本地表项通过生命周期来确保所判断的所在区域环境污染的正确性和实时性。接入节点ap1的坐标为(20,20)，接入节点ap2的坐标为(20，23)，接入节点ap1通过执行步骤201-205获取到达接入节点ap2的坐标集合，例如接入节点ap1到达接入节点ap2的坐标集合为{(20,20)，(20,21)，(20,22)，(20,23)}。接入节点通过上述过程获取到达目标接入节点的最短路径并保存在变量中，这样，用户节点可以通过指定的最短路径来判断该路径是否存在环境污染，从而决定自己的行程。用户节点通过路径表来获取一个路径的环境污染数据。用户节点u1与接入节点ap1链接，接入节点ap2的坐标为(20，23)，用户节点u1通过步骤301-315发送请求消息和响应消息来获取接入节点ap1到达接入节点ap2的路径的路径表。例如，路径表项的坐标为(20，23)，环境污染域值如果为1，则表示接入节点ap1到达接入节点ap2的路径存在环境污染，环境污染域值如果为0，则表示接入节点ap1到达接入节点ap2的路径不存在环境污染。用户节点通过上述过程获取指定路径的环境污染数据从而判断该路径是否存在环境污染状况，上述过程通过坐标集合实现路由，因此无需路由发现过程和路径创建过程，从而降低了用户节点获取指定路径污染参数的延迟和代价。每个接入节点保存一个邻居表，一个邻居表项包含坐标，环境污染和生命周期。接入节点ap3定期执行步骤401-404建立邻居表，例如邻居表项的坐标为(20，23)，生命周期为500ms，如果环境污染域值为1，则代表存在环境污染，如果环境污染域值为0，则代表不存在环境污染。接入节点通过上述过程创建邻居表，从而获取每个邻居接入节点所在区域的环境污染参数值，邻居表通过生命周期来控制环境污染参数的有效性和实时性，同时，邻居表在邻居接入节点之间建立，因此降低了创建邻居表的延迟和代价。用户节点u1与接入节点ap1链接，接入节点ap2的坐标为(20，23)，接入节点ap1的坐标为(20,20)，用户节点u1通过步骤501-515发送查询消息和确认消息获取接入节点ap1到接入节点ap2的无环境污染的路径的坐标集合，例如坐标集合为{(20,20)，(20,21)，(20,22)，(20,23)}。用户节点通过上述过程获取无环境污染的路径，由于该路径是感觉邻居表项的实时数据产生的路径，因此确保的该路径的有效性，同时上述过程通过选择距离目标接入节点最近的中间接入节点构建路径从而确保该无环境污染的路径为距离最近，从而确保用户节点能够通过最近且无环境污染的路径到达目的接入节点所在的区域。一种基于物联网的环境监测系统实现方法性能分析如下：当两个接入节点之间距离较远时，获取这两个接入节点之间的无环境污染路径的坐标集合的延迟较长，当两个接入节点之间距离较近时，获取这两个接入节点之间的无环境污染路径的坐标集合的延迟较短，获取两个接入节点之间的无环境污染路径的坐标集合的平均延迟为268ms。

表1仿真参数

本发明提供了一种基于物联网的环境监测系统实现方法的思路，具体实现该技术方案的方法和途径很多，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。本实施例中未明确的各组成部份均可用现有技术加以实现。