專利名稱：基于三維加速度無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的貨物狀態(tài)監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及物體姿態(tài)檢測，特別是一種基于三維加速度無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的貨物狀 態(tài)檢測方法。
背景技術(shù)：
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由部署在感知區(qū)域的大量微型傳感器節(jié)點組成，這些節(jié)點通過無 線通信方式形成一個多跳的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，協(xié)同的感知、處理和傳輸采集的數(shù)據(jù)，使得人 們能夠遠(yuǎn)程地獲取需要的信息。鐵路是我國危險貨物運輸(特別是中長途及大宗貨物運輸)的主要通道，但由于 缺乏先進的貨物狀態(tài)監(jiān)測手段，使得在運輸途中危險貨物，如易燃易爆和放射性物品等，傾 倒而導(dǎo)致的爆炸、燃燒、泄漏事故無法在第一時間采取妥善措施，導(dǎo)致巨大的人員傷亡、財 產(chǎn)損失，以及嚴(yán)重污染環(huán)境。目前的貨物姿態(tài)檢測領(lǐng)域中，主要的檢測方法包括一種三自由度并聯(lián)結(jié)構(gòu)機器 人姿態(tài)檢測裝置，用于機器人姿態(tài)參數(shù)的綜合測量，利用由基平臺、動平臺和位移傳感器組 成的系統(tǒng)來測量物體的姿態(tài)；一種利用加速度計和角速度儀的筆桿運動姿態(tài)檢測，利用加 速度傳感器和角速度傳感器的協(xié)同組合測量來確定物體的姿態(tài)；基于加速度傳感器的前臂 運動姿態(tài)檢測，利用加速度傳感器各個軸與重力方向(豎直向下)之間的夾角來測量物體 的姿態(tài)。這幾種方法往往針對不同的應(yīng)用需求設(shè)計。第一種測量方法用于相對位置比較固 定的物體姿態(tài)測量，雖然有很好測量的效率和精度，但由于基平臺的限制，適應(yīng)性較差；第 二種方法可用于多種狀況下物體姿態(tài)的測量，適應(yīng)性很好，但由于加速度傳感器和角速度 傳感器性質(zhì)上的不同，在經(jīng)過運算處理后，對測量結(jié)果精度的作用也不同，所以組合得到的 物體姿態(tài)的誤差比較大；第三種測量方法，加速度傳感器各個軸與重力方向的夾角是由同 一個傳感器測量到的，可以精確跟蹤物體的傾側(cè)狀態(tài)，但對于顛簸、位移等貨物狀態(tài)無法進 行有效的監(jiān)測，適用于簡單的狀態(tài)測量應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出一種基于三維加速度無線傳 感器網(wǎng)絡(luò)的貨物狀態(tài)監(jiān)測方法。為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案?！N基于三維加速度無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的貨物狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，所述無 線傳感器網(wǎng)絡(luò)包括一個服務(wù)器1和一個或多個監(jiān)測區(qū)域2 (參見圖1)，每個監(jiān)測區(qū)域2包括一個或多個待監(jiān)測貨物21，每個貨物21的不同表面設(shè)置至少 兩個三維加速度無線傳感器節(jié)點22，同一貨物21的傳感器節(jié)點22組成傳感器節(jié)點組；每個監(jiān)測區(qū)域2包括一個匯聚節(jié)點24，所述監(jiān)測區(qū)域2內(nèi)的所有傳感器節(jié)點22和 所述匯聚節(jié)點24數(shù)據(jù)連接；所有監(jiān)測區(qū)域2內(nèi)的匯聚節(jié)點24和所述服務(wù)器1數(shù)據(jù)連接，
4
所述方法包括初始化過程和監(jiān)測過程，在初始化過程中，每個傳感器節(jié)點確定自身處于靜止?fàn)顟B(tài)后，確定貨物的一個豎 直維度和兩個水平維度，所述三個維度兩兩垂直，監(jiān)測過程中，每個傳感器節(jié)點計算自身的監(jiān)測參數(shù)，并將所述監(jiān)測參數(shù)經(jīng)匯聚節(jié) 點發(fā)送至服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)所述監(jiān)測參數(shù)確定貨物狀態(tài)，所述監(jiān)測參數(shù)包括三維平均值、三維平均振幅、特征值和傾角，其中，三維平均值文=丄t不，歹=丄，乏=丄t孓，η表示采樣次數(shù)，Xi、Yi、Zi分別
η i=iη ,=1η =1
表示各個維度的加速度采樣值，三維平均振幅為=-Y\Xi-x\Λ =~Σ\Υ,- \ 'Λ =-Ek，
nti Ml Ι^1特征值=^TFT ，
一、XYZ三維傾角-·θχ = arccos(一) Sy = arccos(—) Sz = arccos(—)。
SSS優(yōu)選地，在本發(fā)明的方法中，所述至少兩個三維加速度無線傳感器節(jié)點中的一個 位于貨物的頂面，另一個位于貨物的側(cè)面。優(yōu)選地，在本發(fā)明的方法中，所述監(jiān)測區(qū)域內(nèi)2的所有傳感器節(jié)點22通過無線連 接和所述匯聚節(jié)點24數(shù)據(jù)連接；所有監(jiān)測區(qū)域2內(nèi)的匯聚節(jié)點24通過無線連接和所述服 務(wù)器1數(shù)據(jù)連接。優(yōu)選地，在本發(fā)明的方法中，所述傳感器節(jié)點組中的一個傳感器節(jié)點22擔(dān)任組 長23，在所述監(jiān)測過程中，所述傳感器節(jié)點組內(nèi)的其它節(jié)點22的監(jiān)測參數(shù)發(fā)送至所述組長 23，由所述組長23將所述監(jiān)測參數(shù)經(jīng)匯聚節(jié)點24發(fā)送至服務(wù)器1。優(yōu)選地，在本發(fā)明的方法中，所述監(jiān)測區(qū)域為火車的一節(jié)車廂、貨車或卡車的車 廂、一個集裝箱，所述匯聚節(jié)點設(shè)置于所述車廂或集裝箱的頂部。優(yōu)選地，在本發(fā)明的方法中，所述初始化過程持續(xù)1分鐘，在初始化過程中，每個 傳感器節(jié)點每秒鐘采樣10次，連續(xù)采樣20秒鐘；所述監(jiān)測過程持續(xù)1分鐘，在監(jiān)測過程中， 每個傳感器節(jié)點每秒鐘采樣10次，連續(xù)采樣30秒鐘，30秒鐘后停止采樣并計算所述監(jiān)測參 數(shù)。優(yōu)選地，在本發(fā)明方法的初始化過程中，每個傳感器節(jié)點通過下述方法確定自身 處于靜止?fàn)顟B(tài)任意確定一個豎直維度和兩個水平維度，所述三個維度兩兩垂直，計算傳感 器節(jié)點自身的三維平均值和三維平均振幅，當(dāng)所述三個維度的三維平均振幅均小于設(shè)定閾 值時，確定自身處于靜止?fàn)顟B(tài)；否則重復(fù)進行初始化過程，直到確定自身處于靜止?fàn)顟B(tài)。優(yōu)選地，在本發(fā)明方法的初始化過程中，每個傳感器節(jié)點通過下述方法確定貨物 的豎直維度計算傳感器節(jié)點自身的特征值和三維傾角，選擇傾角最接近90°的維度為豎 直維度。優(yōu)選地，在本發(fā)明的方法中，服務(wù)器按設(shè)定的規(guī)則確定貨物狀態(tài)，所述設(shè)定的規(guī)則 包括1)平衡傳感器節(jié)點組的每個節(jié)點的三維平均振幅均小于設(shè)定值；2)撞擊在設(shè)定數(shù)量的連續(xù)幾次采樣過程中，傳感器節(jié)點組的各個節(jié)點的至少一個水平維度的三維平均值超過設(shè)定值；3)晃動在設(shè)定數(shù)量的連續(xù)幾次采樣過程中，傳感器節(jié)點組的各個節(jié)點的三個維 度的三維平均值小于設(shè)定值，但至少一個節(jié)點的至少一個維度的三維平均振幅超過設(shè)定 值；4)翻倒傳感器節(jié)點組的各個節(jié)點在豎直維度的三維平均值和上一次監(jiān)測過程 的差值超過設(shè)定值，同時各個節(jié)點在至少一個水平溫度的三維平均值和上一次監(jiān)測過程的 差值超過設(shè)定值。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)效果在于三維加速度無線傳感器節(jié)點可以靈活部署在危險貨物周圍，常不需要外接電源和 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的支持，適應(yīng)性強；三維加速度無線傳感器節(jié)點可以自動形成合理的通信拓 撲結(jié)構(gòu)，在部署位置變化之后，可以自適應(yīng)的快速形成新的通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，列車的編組和解 體不影響無線自組網(wǎng)工作，自動組網(wǎng)工作無需人工干預(yù)；另外大規(guī)模部署的三維加速度無 線傳感器節(jié)點協(xié)同工作可以增加可靠性，提高姿態(tài)監(jiān)測的精確度，保證系統(tǒng)具有高可靠性。
圖1表示無線傳感器網(wǎng)絡(luò)示意圖；圖2表示三維加速度無線傳感器節(jié)點硬件結(jié)構(gòu)示意圖；圖3表示無線傳感器網(wǎng)絡(luò)匯聚節(jié)點硬件結(jié)構(gòu)示意具體實施例方式下面通過具體實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。首先如圖1所示搭建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，該無線傳感器網(wǎng)絡(luò)包括一個遠(yuǎn)程服務(wù)器1 和多個監(jiān)測區(qū)域2，每個監(jiān)測區(qū)域2對應(yīng)于一節(jié)火車車廂。注意，此處所述的“搭建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)”應(yīng)當(dāng)理解為貨物21上的各個傳感器節(jié) 點22自組裝成上述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。每個監(jiān)測區(qū)域2包括多個待監(jiān)測貨物21 (比如圖1顯示的是四個貨物21)，每個貨 物21的頂面和側(cè)面上各設(shè)置一個三維加速度無線傳感器節(jié)點22，同一貨物21的傳感器節(jié) 點22組成傳感器節(jié)點組，其中一個為組長23，在圖1中，以實心點表示組長23，以空心點表 示一般節(jié)點；每個監(jiān)測區(qū)域2還包括一個匯聚節(jié)點24，匯聚節(jié)點24位于車廂中部的頂部，所述 監(jiān)測區(qū)域2內(nèi)的所有傳感器節(jié)點22和所述匯聚節(jié)點24數(shù)據(jù)連接；所有監(jiān)測區(qū)域2內(nèi)的匯聚節(jié)點24和所述服務(wù)器1數(shù)據(jù)連接。如圖1所示，形成由9個節(jié)點組成的無線傳感器局域網(wǎng)絡(luò)。由于單個傳感器節(jié)點的通信范圍小于10m，因此部分節(jié)點需要經(jīng)過多跳將數(shù)據(jù)傳 輸至匯聚節(jié)點，比如圖1最左端和最右端的傳感器節(jié)點。在上述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，所述三維加速度無線傳感器節(jié)點22采用圖2所示的硬 件體系結(jié)構(gòu)框架，主要包括三維加速度傳感器模塊、處理器模塊、本地存儲模塊、無線通信 模塊和能量供應(yīng)模塊五部分。所述匯聚節(jié)點采用圖3所示的硬件體系結(jié)構(gòu)框架，主要包括處理器模塊、無線通信模塊和能量供應(yīng)模塊和GPRS模塊，可將收集到的數(shù)據(jù)通過接入外部移動網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到監(jiān) 控中心。下面描述該網(wǎng)絡(luò)的具體應(yīng)用過程。匯聚節(jié)點24啟動之后運行GPRS模塊，接入移動網(wǎng)絡(luò)，與監(jiān)控中心服務(wù)器1建立 TCP連接。所有三維加速度無線傳感器節(jié)點22啟動之后進入初始化階段，時間長度為1分 鐘。在初始化階段三維加速度無線傳感器節(jié)點22啟動路由功能模塊，使用一定的路由協(xié)議 建立到匯聚節(jié)點24的無線數(shù)據(jù)通道；同時節(jié)點啟動三維加速度傳感器周期采樣，每秒鐘采 樣10次，連續(xù)采樣20秒鐘。三維加速度傳感器返回的采樣數(shù)據(jù)是X、Y、Z三維方向的加速 度數(shù)值，標(biāo)示為X，Y，Z，范圍(-128，128)，其中負(fù)數(shù)表示反方向。節(jié)點采樣20秒鐘之后停止 采樣，開始計算初始姿態(tài)參數(shù)，包括三維平均值、三維平均振幅、特征值和傾角。三維平均值X=丄玄X,. = ,Z =-Jzi
η i=iη )=1η /=1三維平均振幅々=丄 ι式-玄ι，4=丄 ι”-？^z=-TiZi-Z
^ /=1η /=1η /^i^mmS = ylx2+f2+Z2
一、XYZ三維f頃角= arccos(—) Sy = arccos(—) Sz = arccos(—)
SSS三維加速度無線傳感器節(jié)點計算完成之后，根據(jù)平均振幅判斷節(jié)點的運動狀態(tài) 如果三個維度平均振幅都小于閾值30，則判定節(jié)點處于近似靜止?fàn)顟B(tài)；否則節(jié)點處于運動 狀態(tài)，若節(jié)點處于運動狀態(tài)，則再進行初始化，直到判定結(jié)果為靜止?fàn)顟B(tài)。同時，根據(jù)三個維度的傾角判定自身的位置情況選擇三個維度中傾角θ最接近 JI /2的維度，判定為垂直水平面的維度，其他兩個維度判定為水平面的兩個維度。這三個維 度兩兩垂直，構(gòu)成三維坐標(biāo)系。初始化階段結(jié)束后，所有三維加速度無線傳感器節(jié)點22進入周期性檢測階段，周 期為1分鐘，同時開啟無線接收鄰居節(jié)點的信息。檢測周期開始時每個節(jié)點就啟動三維加 速度傳感器周期采樣，每秒鐘采樣10次，連續(xù)采樣30秒鐘。節(jié)點采樣30秒鐘之后停止三 維加速度傳感器采樣，開始計算當(dāng)前周期姿態(tài)參數(shù)，包括三維平均值、三維平均振幅、特征 值和傾角，計算方法與初始化階段的計算方法相同。三維加速度無線傳感器節(jié)點計算完成 之后把當(dāng)前周期姿態(tài)數(shù)據(jù)通過無線廣播發(fā)送給同組的組長節(jié)點24。同時組長節(jié)點24在收 到同組的三維加速度無線傳感器節(jié)點22的姿態(tài)數(shù)據(jù)之后保存。在檢測周期最后5秒，檢測 周期即將結(jié)束時，三維加速度無線傳感器組長節(jié)點24停止無線接收同組節(jié)點信息，并將本 組節(jié)點在該周期的姿態(tài)數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)自動路由發(fā)送到匯聚節(jié)點24，同時結(jié)束當(dāng)前檢測 周期，進入下一個檢測周期。匯聚節(jié)點24收到姿態(tài)數(shù)據(jù)后，利用GPRS模塊發(fā)送到監(jiān)控中心服務(wù)器1，實現(xiàn)姿態(tài) 重現(xiàn)。貨物的姿態(tài)判斷標(biāo)準(zhǔn)如下1)平衡傳感器節(jié)點組的每個節(jié)點的三維平均振幅均小于設(shè)定值5 ；2)撞擊在連續(xù)5次采樣過程中，傳感器節(jié)點組的各個節(jié)點的至少一個水平維度 的三維平均值超過設(shè)定值80 ；
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3)晃動在連續(xù)5次采樣過程中，傳感器節(jié)點組的各個節(jié)點的三個維度的三維平 均值小于設(shè)定值20，但至少一個節(jié)點的至少一個維度的三維平均振幅超過設(shè)定值60 ；4)翻倒傳感器節(jié)點組的各個節(jié)點在豎直維度的三維平均值和上一次監(jiān)測過程 的差值超過設(shè)定值60，同時各個節(jié)點在至少一個水平溫度的三維平均值和上一次監(jiān)測過程 的差值超過設(shè)定值60。試驗證明，采用這種決策方法，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期比普通的網(wǎng)絡(luò)延長了 約3倍。
權(quán)利要求
一種基于三維加速度無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的貨物狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)包括一個服務(wù)器和一個或多個監(jiān)測區(qū)域，每個監(jiān)測區(qū)域包括一個或多個待監(jiān)測貨物，每個貨物的不同表面設(shè)置至少兩個三維加速度無線傳感器節(jié)點，同一貨物的傳感器節(jié)點組成傳感器節(jié)點組；每個監(jiān)測區(qū)域包括一個匯聚節(jié)點，所述監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的所有傳感器節(jié)點和所述匯聚節(jié)點數(shù)據(jù)連接；所有監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的匯聚節(jié)點和所述服務(wù)器數(shù)據(jù)連接，所述方法包括初始化過程和監(jiān)測過程，在初始化過程中，每個傳感器節(jié)點確定自身處于靜止?fàn)顟B(tài)后，確定貨物的一個豎直維度和兩個水平維度，所述三個維度兩兩垂直，在監(jiān)測過程中，每個傳感器節(jié)點計算自身的監(jiān)測參數(shù)，并將所述監(jiān)測參數(shù)經(jīng)匯聚節(jié)點發(fā)送至服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)所述監(jiān)測參數(shù)確定貨物狀態(tài)，所述監(jiān)測參數(shù)包括三維平均值、三維平均振幅、特征值和傾角，其中，三維平均值n表示一次監(jiān)測過程中的采樣次數(shù)，Xi、Yi、Zi分別表示一次采樣中各個維度的加速度采樣值，三維平均振幅 <mrow><msub> <mi>A</mi> <mi>X</mi></msub><mo>=</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mi>n</mi></mfrac><munderover> <mi>Σ</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi></munderover><mo>|</mo><msub> <mi>X</mi> <mi>i</mi></msub><mo>-</mo><mover> <mi>X</mi> <mo>‾</mo></mover><mo>|</mo><mo>,</mo> </mrow> <mrow><msub> <mi>A</mi> <mi>Y</mi></msub><mo>=</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mi>n</mi></mfrac><munderover> <mi>Σ</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi></munderover><mo>|</mo><msub> <mi>Y</mi> <mi>i</mi></msub><mo>-</mo><mover> <mi>Y</mi> <mo>‾</mo></mover><mo>|</mo><mo>,</mo> </mrow> <mrow><msub> <mi>A</mi> <mi>Z</mi></msub><mo>=</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mi>n</mi></mfrac><munderover> <mi>Σ</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi></munderover><mo>|</mo><msub> <mi>Z</mi> <mi>i</mi></msub><mo>-</mo><mover> <mi>Z</mi> <mo>‾</mo></mover><mo>|</mo><mo>,</mo> </mrow>特征值 <mrow><mi>S</mi><mo>=</mo><msqrt> <msup><mover> <mi>X</mi> <mo>‾</mo></mover><mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup><mover> <mi>Y</mi> <mo>‾</mo></mover><mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup><mover> <mi>Z</mi> <mo>‾</mo></mover><mn>2</mn> </msup></msqrt><mo>,</mo> </mrow>三維傾角 <mrow><mi>θx</mi><mo>=</mo><mi>arccos</mi><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mover> <mi>X</mi> <mo>‾</mo></mover><mtext>S</mtext> </mfrac> <mo>)</mo></mrow><mo>,</mo> </mrow> <mrow><mi>θy</mi><mo>=</mo><mi>arccos</mi><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mover> <mi>Y</mi> <mo>‾</mo></mover><mtext>S</mtext> </mfrac> <mo>)</mo></mrow><mo>,</mo> </mrow> <mrow><mi>θz</mi><mo>=</mo><mi>arccos</mi><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mover> <mi>Z</mi> <mo>‾</mo></mover><mtext>S</mtext> </mfrac> <mo>)</mo></mrow><mo>.</mo> </mrow>FSA00000213681300011.tif,FSA00000213681300012.tif,FSA00000213681300013.tif
2.如權(quán)利要求1所述的基于三維加速度無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的貨物狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征 在于，所述至少兩個三維加速度無線傳感器節(jié)點中的一個位于貨物的頂面，另一個位于貨 物的側(cè)面。
3.如權(quán)利要求1所述的基于三維加速度無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的貨物狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征 在于，所述監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的所有傳感器節(jié)點通過無線連接和所述匯聚節(jié)點數(shù)據(jù)連接；所有監(jiān) 測區(qū)域內(nèi)的匯聚節(jié)點通過無線連接和所述服務(wù)器數(shù)據(jù)連接。
4.如權(quán)利要求1所述的基于三維加速度無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的貨物狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征 在于，所述傳感器節(jié)點組中的一個傳感器節(jié)點擔(dān)任組長，在所述監(jiān)測過程中，所述傳感器節(jié) 點組內(nèi)的其它節(jié)點的監(jiān)測參數(shù)發(fā)送至所述組長，由所述組長將所述監(jiān)測參數(shù)經(jīng)匯聚節(jié)點發(fā) 送至服務(wù)器。
5.如權(quán)利要求1所述的基于三維加速度無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的貨物狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征 在于，所述監(jiān)測區(qū)域為火車的一節(jié)車廂、貨車或卡車的車廂、一個集裝箱，所述匯聚節(jié)點設(shè) 置于所述車廂或集裝箱的頂部。
6.如權(quán)利要求1所述的基于三維加速度無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的貨物狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征 在于，所述初始化過程持續(xù)1分鐘，在初始化過程中，每個傳感器節(jié)點每秒鐘采樣10次，連 續(xù)采樣20秒鐘；所述監(jiān)測過程持續(xù)1分鐘，在監(jiān)測過程中，每個傳感器節(jié)點每秒鐘采樣10 次，連續(xù)采樣30秒鐘，30秒鐘后停止采樣并計算所述監(jiān)測參數(shù)。
7.如權(quán)利要求1所述的基于三維加速度無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的貨物狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，在初始化過程中，每個傳感器節(jié)點通過下述方法確定自身處于靜止?fàn)顟B(tài)任意確定一個豎直維度和兩個水平維度，所述三個維度兩兩垂直，計算傳感器節(jié)點自身的三維平均值和三維平均振幅，當(dāng)所述三個維度的三維平均振幅 均小于設(shè)定閾值時，確定自身處于靜止?fàn)顟B(tài)；否則重復(fù)進行初始化過程，直到確定自身處于 靜止?fàn)顟B(tài)。
8.如權(quán)利要求7所述的基于三維加速度無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的貨物狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征 在于，在初始化過程中，每個傳感器節(jié)點通過下述方法確定貨物的豎直維度計算傳感器節(jié)點自身的特征值和三維傾角，選擇傾角最接近90°的維度為豎直維度。
9.如權(quán)利要求1所述的基于三維加速度無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的貨物狀態(tài)監(jiān)測方法，其特 征在于，服務(wù)器按設(shè)定的規(guī)則確定貨物狀態(tài)，所述設(shè)定的規(guī)則包括選自下列組的一項或多 項1)平衡傳感器節(jié)點組的每個節(jié)點的三維平均振幅均小于設(shè)定值；2)撞擊在設(shè)定數(shù)量的連續(xù)幾次采樣過程中，傳感器節(jié)點組的各個節(jié)點的至少一個水 平維度的三維平均值超過設(shè)定值；3)晃動在設(shè)定數(shù)量的連續(xù)幾次采樣過程中，傳感器節(jié)點組的各個節(jié)點的三個維度的 三維平均值小于設(shè)定值，但至少一個節(jié)點的至少一個維度的三維平均振幅超過設(shè)定值；4)翻倒傳感器節(jié)點組的各個節(jié)點在豎直維度的三維平均值和上一次監(jiān)測過程的差 值超過設(shè)定值，同時各個節(jié)點在至少一個水平溫度的三維平均值和上一次監(jiān)測過程的差值 超過設(shè)定值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于三維加速度無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的貨物狀態(tài)監(jiān)測方法。所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)包括一個服務(wù)器和一個或多個監(jiān)測區(qū)域，每個監(jiān)測區(qū)域包括一個或多個待監(jiān)測貨物，每個貨物的不同表面設(shè)置至少兩個三維加速度無線傳感器節(jié)點；每個監(jiān)測區(qū)域包括一個匯聚節(jié)點，傳感器節(jié)點和匯聚節(jié)點數(shù)據(jù)連接；匯聚節(jié)點和服務(wù)器數(shù)據(jù)連接，所述方法包括初始化過程和監(jiān)測過程，初始化時，每個傳感器節(jié)點確定自身處于靜止?fàn)顟B(tài)后，確定貨物的一個豎直維度和兩個水平維度；監(jiān)測時，每個傳感器節(jié)點計算自身的監(jiān)測參數(shù)，服務(wù)器根據(jù)監(jiān)測參數(shù)確定貨物狀態(tài)，監(jiān)測參數(shù)包括三維平均值、三維平均振幅、特征值和傾角。本發(fā)明可用于運輸業(yè)等的貨物監(jiān)測。
文檔編號G01P15/18GK101949953SQ20101024215
公開日2011年1月19日 申請日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者孫利民, 孫玉硯, 朱紅松, 楊紅 申請人:中國科學(xué)院軟件研究所