專利名稱：基于gui圖形交互界面的cwsn通訊數據管理系統和方法
技術領域：
本發明涉及一種無線傳感網和云計算技術領域，特別是涉及一種基于⑶I圖形交互界面的CWSN (Cloud Wireless Sensor Network,無線云傳感網)通訊數據管理系統和方法。
背景技術：
無線傳感網絡(無線 傳感網)是以信息采集為主要目的的無線網絡，無線傳感網絡中含有多個無線設備(如無線傳感器(WSN)、Zigbee傳感器等)，這些無線設備通過無線通信協議方法(或稱無線通信方法)將采集到的信息傳到數據中心。一般地，無線傳感網絡中，根據功能將無線傳感網絡中的無線設備分為三類節點、中繼器、基站和數據中心。節點以信息采集為主要目的，并將采集到的信息以無線方式發給基站。有時候節點需要通過多跳才能夠將信息傳到基站，因此無線傳感網絡中需要有無線設備做為中繼器的功能。基站的主要目的是無線接收節點或中繼的信息，并將信息以無線或有線的方式發給數據中心。節點，中繼器，和基站的定義并不嚴格，例如節點可以帶有中繼器的功能，中繼器或基站可以帶有節點的功能。當無線傳感網中無線設備較多時，網絡的控制和維護是一個比較大的難題，現有無線網絡通常以文字的形式通知系統管理員網絡的運行情況，系統管理員需要查看多個文字文件、數據表等，由于這個原因，網絡維護需要專業的公司或團隊去做，而用戶很難能夠獨立地做網絡控制和維護。
發明內容
本發明的目的在于提供一種基于⑶I圖形交互界面的CWSN通訊數據管理系統和方法，其不但可以動態的管理無線傳感網的工作狀況，還可以讓通過界面直接監控和維護無線傳感網絡，進行網絡路徑建立、修補、數據采集等。為實現本發明目的而提供的一種基于⑶I圖形交互界面的CWSN通訊數據管理系統，包括一個或者多個無線傳感網，一個或者多個云服務器和客戶端界面顯示軟件模塊；所述無線傳感網，其中包括至少一無線設備，所述無線設備包含至少一基站，至少一節點，和/或至少一中繼器，用于采集傳感信息，并傳感信息和將設備的運行狀態信息傳輸給云服務器；所述云服務器，用于從無線傳感網里的基站接收傳感數據和無線傳感網運行狀態信息，處理傳感數據并將傳感數據存在數據庫中，管理傳感網的運行狀態，管理傳感網中的基站，中繼器，和節點的運行，支持并控制客戶端界面軟件模塊；所述客戶端界面顯示軟件模塊，用于顯示傳感網運行狀態，控制和修改傳感網運行狀態。較優地，所述運行狀態包括電池狀態，通訊路徑狀態，接收信號強度，傳感器運行狀態。
較優地，所述無線節點和無線中繼器都包括信號處理模塊，傳感器模塊，射頻通訊模塊，其中所述信號處理模塊用于通過I2C，SPI，或UART等串口控制傳感器模塊，并向傳感器模塊索取，接收，和處理傳感數據；信號處理模塊還用于通過串口獲取傳感器模塊的運行狀態信息，串口修改傳感器運行狀態；所述傳感器模塊包含傳感器器件，用于采集傳感信息例如溫度，濕度，一氧化碳等; 所述信號處理模塊還用于通過I2C，SPI，或UART等串口控制射頻通訊模塊，通過射頻通訊模塊無線接收或發送數據包；信號處理模塊還用于通過串口獲得射頻通訊模塊運行狀態，通過串口修改射頻通訊模塊運行狀態；所述射頻通訊模塊包含射頻通訊芯片，當射頻通訊芯片使用相同的物理層通訊協議時，射頻芯片之間可以相互無線通信。較優地，所述無線節點和無線中繼器還包括內存，用于進行信號處理和計算；所述無線節點和無線中繼器還包括硬盤，用于存儲傳感數據和設備運行信息，包括通訊協議信息；所述無線節點和無線中繼器還包括電源模塊；所述電源模塊包括電池和電池電源處理芯片，和/或包括DC電源進口和DC電源處理芯片。較優地，所述基站包括基站信號處理模塊，基站傳感器模塊，以太網通訊模塊，其中所述基站信號處理模塊用于通過I2C，SPI，或UART等串口控制傳感器模塊/基站傳感器模塊，并向傳感器模塊/基站傳感器模塊索取，接收，和處理傳感數據；所述基站信號處理模塊還用于通過串口獲取傳感器模塊/基站傳感器模塊的運行狀態信息，通過串口修改傳感器模塊/基站傳感器模塊運行狀態；所述基站傳感器模塊包含傳感器器件，用于采集傳感信息；所述基站信號處理模塊還用于通過I2C，SPI，或UART等串口控制以太網通訊模塊，通過以太網通訊模塊與云服務器發送或接收數據包；以太網通訊模塊包含以太網通訊芯片和以太網接口，用于通過以太網標準通訊協議和以太網上的設備通信。較優地，所述基站還包括內存，用于進行信號處理和計算；所述基站還包括硬盤，用于存儲傳感數據和設備運行信息，包括通訊協議信息；所述基站還包括電源模塊，所述電源模塊包括電池和電池電源處理芯片，和/或包括DC電源進口和DC電源處理芯片。較優地，所述云服務器包括云傳感網通訊管理模塊，傳感網傳輸模塊，數據庫，數據庫傳輸模塊，界面傳輸模塊，其中所述云傳感網通訊管理模塊是云服務器的核心，其用于傳感數據處理和存儲，傳感網運行管理，和客戶端界面管理；所述傳感網傳輸模塊用于通訊管理模塊和傳感網基站之間的通信，使用以太網TCP/IP通訊標準發送和接收通訊管理模塊的和基站的數據包；所述數據庫，用于存儲傳感數據；數據庫傳輸模塊用于通訊管理模塊和數據庫之間的通信，使用以太網TCP/IP通訊標準發送和接收通訊管理模塊的和數據庫的數據包；界面傳輸模塊用于通訊管理模塊和客戶端界面顯示軟件模塊之間的通信，使用以太網TCP/IP通訊標準發送和接收通訊管理模塊和客戶端界面顯示軟件模塊之間傳輸的數據包。較優地，所述云傳感網 通訊管理模塊對傳感網運行管理，是指通訊管理模塊通過使用無線設備列表和edge列表對傳感網進行管理,通過edge列表，通訊管理模塊尋找到從任何第一個無線設備到任何第二個無線設備的通訊路徑，每次通訊管理模塊收到基站傳來的數據包，通訊管理模塊都會根據數據包的內容對無線設備列表和edge列表進行更新。較優地，所述客戶端界面顯示軟件模塊包括圖像生成模塊和界面管理模塊，其中所述圖像生成模塊用于將無線網絡以動態圖形界面的形式顯示在顯示器上；所述界面管理模塊，用于對從云服務器端傳送過來的數據包進行解析，管理并更新無線設備列表和edge列表，當用戶在界面中實行操作后，將操作指令轉化成無線設備列表和edge列表的數據，然后將數據發送給云服務器。較優地，所述動態圖形界面中包含無線設備列表中的每一個無線設備的名稱；無線設備之間的連接，即edge列表；通過連接的粗細代表edge列表中的RSSI信號強度，或者通過連接的長度代表edge列表中的RSSI信號強度，或通過連接的顏色代表edge列表中的RSSI信號強度；若是RSSI=O,那么在子節點上面打“X”，代表子節點的通訊路徑不通；在無線設備旁顯示無線設備列表中的無線設備的特性。為實現本發明目的還提供一種基于⑶I圖形交互界面的CWSN通訊數據管理方法，包括如下步驟步驟S100，采集傳感信息，并將傳感信息和節點或者中繼器的運行狀態信息組成數據包傳輸給基站；步驟S200，基站把從節點或中繼器接收到的數據包通過以太網轉發給云服務器，數據包中的數據由云服務器進行處理；步驟S300，根據從云服務器獲得的無線傳感網的數據包數據，顯示傳感網運行狀態，控制和修改傳感網運行狀態。較優地，所述步驟S200還包括如下步驟步驟S210，當云服務器需要和無線設備通訊時，云服務器把包括通訊路徑的數據包通過以太網發給基站，基站再將此數據包無線發出去。較優地，所述步驟S300中，控制和修改傳感網運行狀態，具體為通過動態界面對無線網絡中的無線設備進行設置和改動，包括如下步驟步驟S310，用戶使用鍵盤或鼠標類的輸入設備在界面中輸入操作指令；步驟S320，圖像生成模塊將操作指令發給界面管理模塊；
步驟S330，界面管理模塊將操作指令轉化成無線設備列表和/或edge列表中的數據模式，然后將此數據發給云服務器；步驟S340，云服務器中的通訊管理模塊將接收到的數據解析，根據數據內容，形成數據包發給有關的無線設備；步驟S350，在通訊管理模塊收到此無線設備的確認數據包，然后根據確認數據包的內容更新無線設備列表和/或edge列表，將更新信息發給所有界面管理模塊后，界面管理模塊更新自己的無線設備列表和/或edge列表，將更新信息發給圖像生成模塊；步驟S360，圖像生成模塊更新界面圖形程序，進而更新圖像顯示。較優地，所述步驟S310中，所述操作指令為增加節點、修改通訊路徑、去除通訊路徑、刪除無線設備、修改無線設備參數指令中的一個或者多個指令。 本發明的有益效果本發明的基于⑶I圖形交互界面的CWSN (Cloud WirelessSensor Network，無線云傳感網)通訊數據管理系統和方法，其通過生成以圖畫為主的動態界面，使得傳感網信息一目了然，用戶很容易看到傳感網的運行狀況、連接狀況、無線信號強度，并很容易地看到網絡中出問題的無線設備。進一步地，用戶可以通過界面直接控制傳感網，建立通信路徑，修改通信路徑，設置無線設備參數。由于本發明減低了網絡維護和監控的難度，客戶可以直接控制和維護網絡，減少了需要專業團隊或外界公司介入的程度。
圖I是基于⑶I圖形交互界面的無線云傳感網(CWSN)通訊數據管理系統示意圖；圖2是無線節點和中繼器的結構示意圖；圖3是基站的結構示意圖；圖4是無線傳感網拓樸結構示意圖；圖5是本發明實施例中云服務器的結構示意圖；圖6是客戶端界面顯示軟件模塊的結構示意圖；圖7是利用graphviz程序實現圖4中的無線網絡拓撲圖的一個實施例；圖8是本發明實施例的動態界面示意圖；圖9是節點和中繼器發往基站的數據包格式示意圖；圖10是本發明實施例中數據包數據處理一種可實施方式流程圖；圖11是云服務器端發給基站的數據包的格式示意圖；圖12是本發明實施例中無線設備列表一可實施例；圖13是本發明實施例中edge列表一可實施例；圖14是本發明實施例中經過通訊路徑修改的edge列表一可實施例。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖，對本發明基于⑶I圖形交互界面的無線云傳感網(CWSN)通訊數據管理系統和方法的實現進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。本發明實施例的一種基于⑶I圖形交互界面的無線云傳感網(CWSN)通訊數據管理系統，包括一個或者多個無線傳感網，一個或者多個云服務器和客戶端界面顯示軟件模塊；圖I是本發明實施例基于⑶I圖形交互界面的無線云傳感網(CWSN)通訊數據管理系統不意圖，系統中包含I)無線傳感網，其中包括至少一無線設備，所述無線設備包含至少一基站，至少一節點，和/或至少一中繼器，用于采集傳感信息，并將傳感信息和設備的運行狀態信息傳輸給云服務器。節點和中繼器的傳感數據通過 無線通訊協議發給基站，基站將傳感數據通過以太網發給云服務器。除了傳感數據，節點和中繼器還將自己的運行狀態發給基站，基站再將信息轉發給云服務器。運行狀態包括電池狀態，通訊路徑狀態，接收信號強度，傳感器運行狀態等。節點和中繼的信號處理模塊通過電源模塊獲取電池狀態信息，通過射頻通訊模塊獲取通訊路徑狀態和接收信號強度信息，通過傳感器模塊獲取傳感器運行信息。2)云服務器，用于從無線傳感網里的基站接收傳感數據和無線傳感網運行狀態信息，處理傳感數據并將傳感數據存在數據庫中，管理傳感網的運行狀態，管理傳感網中的基站，中繼器，和節點的運行，支持并控制客戶端界面軟件模塊。3)客戶端界面顯示軟件模塊，用于顯示傳感網運行狀態，控制和修改傳感網運行狀態。傳感網運行狀態信息是云服務器通過以太網發給界面顯示軟件模塊，而界面顯示軟件模塊可以將用戶的操作指令通過以太網發給云服務器。云服務器可以同時支持一個或多個界面顯示軟件模塊。所述用戶包括無線網絡管理員和有權限的客戶。用戶可以通過客戶端界面顯示軟件模塊對無線網絡進行管理和控制。圖2是無線節點和中繼器的結構示意圖。無線節點和無線中繼的結構是一樣的，差別在于無線節點可用于傳感信息采集，而中繼器可以用于作為無線中繼器。在本系統中，無線中繼器也可以用來做傳感信息采集。無線節點和無線中繼器都包括信號處理模塊，傳感器模塊，射頻通訊模塊，其核心是號處理模塊。所述信號處理模塊的硬件是信號處理器件，例如微控制器單元(MCU)或中央處理單元(CPU)。I)所述信號處理模塊用于通過I2C，SPI，或UART等串口控制傳感器模塊，并向傳感器模塊索取，接收，和處理傳感數據。信號處理模塊還可以通過串口獲取傳感器模塊的運行狀態信息，也可以通過串口修改傳感器運行狀態。所述傳感器模塊包含傳感器器件，用于采集傳感信息例如溫度，濕度，一氧化碳
坐寸ο2)所述信號處理模塊還用于通過I2C，SPI，或UART等串口控制射頻通訊模塊，可以通過射頻通訊模塊無線接收或發送數據包。
信號處理模塊還可以通過串口獲得射頻通訊模塊運行狀態，也可以通過串口修改射頻通訊模塊運行狀態。所述射頻通訊模塊包含射頻通訊芯片，當射頻通訊芯片使用相同的物理層通訊協議時，射頻芯片之間可以相互無線通信。信號處理模塊可以通過串口修改物理層通訊協議。另外，無線節點和無線中繼器還包括內存，例如RAM和R0M，用于進行信號處理和計算。無線節點和無線中繼器還包括硬盤，例如閃存(FLASH)或其它硬盤類型，用于存儲傳感數據和設備運行信息，包括通訊協議信息。
無線節點和無線中繼器還包括電源模塊。電源模塊包括電池和電池電源處理芯 片，和/或包括DC電源進口(例如5V或12V)和DC電源處理芯片。圖3是基站的結構示意圖。基站包括基站信號處理模塊，基站傳感器模塊，以太網通訊模塊，其核心是基站信號處理模塊。信號處理模塊的硬件是信號處理器件，例如微控制器單元(MCU)或中央處理單元(CPU)。所述基站信號處理模塊I)用于通過I2C，SPI，或UART等串口控制傳感器模塊/基站傳感器模塊，并向傳感器模塊/基站傳感器模塊索取，接收，和處理傳感數據。基站信號處理模塊還可以通過串口獲取傳感器模塊/基站傳感器模塊的運行狀態信息，也可以通過串口修改傳感器模塊/基站傳感器模塊運行狀態。傳感器模塊/基站傳感器模塊包含傳感器器件，可以采集傳感信息例如溫度，濕
度，一氧化碳等。2)用于通過I2C，SPI，或UART等串口控制以太網通訊模塊，可以通過以太網通訊模塊與云服務器發送或接收數據包。以太網通訊模塊包含以太網通訊芯片和以太網接口，可以通過以太網標準通訊協議和以太網上的設備，包括但不限于云服務器，通信。另外，所述基站還包括內存，例如RAM和R0M，用于進行信號處理和計算。所述基站還包括硬盤，例如閃存(FLASH)或其它硬盤類型，用于存儲傳感數據和設備運行信息，包括通訊協議信息。所述基站還包括電源模塊。電源模塊包括電池和電池電源處理芯片，和/或包括DC電源進口(例如5V或12V)和DC電源處理芯片。圖4是無線傳感網絡的網絡拓撲結構示意圖。在這個示意圖中，每一個圓圈代表了一個無線設備，每一個無線設備帶有一個獨特的ID號碼。帶箭頭的連線是無線設備之間的通訊路徑。圖4中包含一個基站(00)和多個節點和中繼(01至07)。只有基站可以通過以太網通訊模塊和云服務器通信，而所有的無線設備通過射頻通訊模塊以無線方式通信。在網絡中，每一個節點或中繼都有一條通訊路徑到達基站。例如，節點07通過中繼04和01與數據中心00連接。節點07是中繼04的子節點，而中繼04是節點07的父節點。節點和中繼的通訊路徑是存在其硬盤里的，信號處理模塊/基站信號處理模塊可以修改通訊路徑。
圖5是本發明中的云服務器的結構示意圖。所述云服務器包括云傳感網通訊管理模塊，傳感網傳輸模塊，數據庫，數據庫傳輸模塊，界面傳輸模塊，其中所述云傳感網通訊管理模塊(簡稱通訊管理模塊)是云服務器的核心，其用于傳感數據處理和存儲，傳感網運行管理，和客戶端界面管理。通訊管理模塊的第一個主要功能是傳感數據處理和存儲。當通訊管理模塊通過傳感網傳輸模塊收到基站發的數據包后(圖9是數據包的格式)，若數據包中的“數據包類型” =0，那么通訊管理模塊會將“第一個無線設備ID”和“傳感信息數據”解析出來，然后通過數據庫傳輸模塊發給數據庫。通訊管理模塊的第二個功能是傳 感網運行管理。通訊管理模塊的內存里存有無線設備列表，列表中數據的格式是“無線設備ID，無線設備類型，無線設備特征1，無線設備特征2，…”無線設備的特征包括電池狀態，無線設備狀態，傳感器狀態，信道號碼，傳輸速度，發射功率等信息。通訊管理模塊中已存有默認的無線設備特征，因此無線設備列表中不需要包括默認的特征。例如，圖4中的無線設備可以用圖12中的無線設備列表描述。通訊管理模塊的內存里還存有每一對父節點和子節點的通訊路徑連接(簡稱edge)。Edge的表達方式是“(父節點ID，子節點ID, RSSI)”。RSSI是圖9數據包中的“接收信號強度(RSSI)”，每次收到數據包后會更新。例如，圖4中的無線網絡可以用圖13中的edge列表描述。在圖13中，RSSI以0_9表示，O是最弱接收信號，9是最強接收信號。通訊管理模塊通過使用無線設備列表和edge列表對傳感網進行管理。通過edge列表，通訊管理模塊可以尋找到從任何第一個無線設備到任何第二個無線設備的通訊路徑。每次通訊管理模塊收到基站傳來的數據包，通訊管理模塊都會根據數據包的內容對無線設備列表和edge列表進行更新。通訊管理模塊可以選擇將無線設備列表和edge列表存入數據庫。每次無線設備列表或edge列表得到更新后，通訊管理模塊將新的列表發給數據庫。所述數據庫，用于存儲傳感數據；傳感網傳輸模塊用于通訊管理模塊和傳感網基站之間的通信，使用以太網TCP/IP通訊標準發送和接收通訊管理模塊的和基站的數據包。數據庫傳輸模塊用于通訊管理模塊和數據庫之間的通信，使用以太網TCP/IP通訊標準發送和接收通訊管理模塊的和數據庫的數據包。界面傳輸模塊用于通訊管理模塊和客戶端界面顯示軟件模塊之間的通信，使用以太網TCP/IP通訊標準發送和接收通訊管理模塊和客戶端界面顯示軟件模塊之間傳輸的數據包。通訊管理模塊的第三個功能是客戶端界面管理。客戶端界面顯示軟件模塊將無線網絡以動態圖形的形式顯示在顯示器上，并且允許用戶通過界面修改無線網絡的通訊路徑和參數。通訊管理模塊和客戶端界面顯示軟件模塊交流的基礎是無線設備列表和edge列表。當通訊管理模塊更新了無線設備列表或edge列表(根據基站發的數據包)，通訊管理模塊會將更新內容發給所有客戶端界面顯示軟件模塊。當用戶通過一個客戶端界面顯示軟件模塊對無線網絡進行了修改，這個客戶端界面顯示軟件模塊會將修改信息發給通訊管理模塊。圖6是客戶端界面顯示軟件模塊的結構示意圖。圖5中的云服務器的界面傳輸模塊用于客戶端界面顯示軟件模塊和云服務器之間的通信，使用以太網TCP/IP通訊標準接收和發送客戶端界面顯示軟件模塊和云服務器端通訊管理模塊的數據包。客戶端界面顯示軟件模塊對從云服務器端傳送過來的數據包進行解析，管理并更新無線設備列表和edge列表并顯示。當用戶在界面中實行操作后，客戶端界面顯示軟件模塊可以將操作指令轉化成無線設備列表和edge列表的數據，然后通過云服務器傳輸模塊將數據發送給云服務器。所述客戶端界面顯示軟件模塊包括圖像生成模塊和界面管理模塊，其中所述圖像生成模塊用于將無線網 絡以動態圖形的形式顯示在顯示器上。它的實現方法是將無線設備列表和edge列表轉化成畫圖軟件可以接受的格式。本發明不限制使用某一個固定的畫圖軟件。只要有無線設備列表和edge列表，很多畫圖軟件都可以實現圖形的功能。例如，圖7中的graphviz程序可以實現圖4中的無線網絡拓撲圖。所述界面管理模塊，用于對從云服務器端傳送過來的數據包進行解析，管理并更新無線設備列表和edge列表，當用戶在界面中實行操作后，將操作指令轉化成無線設備列表和edge列表的數據，然后將數據發送給云服務器。當無線設備列表和edge列表經過了更新，圖像生成模塊會更新畫圖軟件程序，因此界面的圖形會根據網絡狀態的變化而更新，實現動態界面的功能。圖7中的程序是一個比較簡單的實例，本發明中的動態界面可以實現更多的功能，代碼也會更加復雜，但是原理是一樣的。例如，圖8是比較更接近本發明中的動態界面的截圖。圖8中的界面還是代表圖4中的傳感網結構，動態圖形界面中包含I.無線設備列表中的每一個無線設備的名稱；2.無線設備之間的連接(即edge)；3.連接的粗細代表edge列表中的RSSI信號強度，這在畫圖軟件中以“width”的功能實現。當然，RSSI也可以通過連接的長度實現(“len”)，或通過連接的顏色實現(“color”)；4.若是RSSI=O,那么在子節點上面打“X”，代表子節點的通訊路徑不通；5.在無線設備旁顯示無線設備列表中的無線設備的特性，例如圖12中的“電池=低”和“傳感器故障碼=2”。通過客戶端界面顯示軟件模塊的運行，用戶可以很容易地看到網絡的實時運行狀態和出現的問題，因此動態界面可以幫助用戶對網絡進行實時維護。基于同一發明構思，本發明實施例還提供一種基于⑶I圖形交互界面的CWSN通訊數據管理方法，包括如下步驟步驟S100，采集傳感信息，并將傳感信息和節點或者中繼器的運行狀態信息組成數據包傳輸給基站；圖9是節點和中繼器發往基站的數據包格式示意圖。數據包的第一部分是通訊路徑，包括以下內容I. “下一個無線設備ID” 下一個需要處理數據包的無線設備的ID ；2. “第一個無線設備ID” :通訊路徑起點的無線設備的ID ；3. “第二個無線設備ID” :通訊路徑中第一個中繼的ID ；4. “。。”:通訊路徑中的其它中繼的ID
5. “最終無線設備ID” :數據包的終點無線設備的ID ；6. “指令終結符號”:通訊路徑終結的標符。通訊路徑中的一個無線設備上面的無線設備是它的父節點，下面的無線設備是它的子節點。例如，第二無線設備的父節點是第一無線設備，第二無線設備的子節點是第三無線設備。若數據包是節點或中繼發往基站的，如圖9所示，數據包中還包含以下內容I. “數據包類型”和“數據包類型數據”:接收到數據包的無線設備會根據數據包類型對數據包進行處理。數據包類型包括但不限于
權利要求
1.ー種基于⑶I圖形交互界面的CWSN通訊數據管理系統，其特征在于，包括一個或者多個無線傳感網，一個或者多個云服務器和客戶端界面顯示軟件模塊； 所述無線傳感網，其中包括至少ー無線設備，所述無線設備包含至少一基站，至少ー節點，和/或至少一中繼器，用于采集傳感信息，并傳感信息和將設備的運行狀態信息傳輸給云服務器； 所述云服務器，用于從無線傳感網里的基站接收傳感數據和無線傳感網運行狀態信息，處理傳感數據并將傳感數據存在數據庫中，管理傳感網的運行狀態，管理傳感網中的基站，中繼器，和節點的運行，支持并控制客戶端界面軟件模塊； 所述客戶端界面顯示軟件模塊，用于顯示傳感網運行狀態，控制和修改傳感網運行狀態。
2.根據權利要求I所述的基于⑶I圖形交互界面的CWSN通訊數據管理系統，其特征在于，所述運行狀態包括電池狀態，通訊路徑狀態，接收信號強度，傳感器運行狀態。
3.根據權利要求I所述的基于⑶I圖形交互界面的CWSN通訊數據管理系統，其特征在于，所述無線節點和無線中繼器都包括信號處理模塊，傳感器模塊，射頻通訊模塊，其中 所述信號處理模塊用于通過I2C，SPI，或UART等串ロ控制傳感器模塊，井向傳感器模塊索取，接收，和處理傳感數據； 信號處理模塊還用于通過串ロ獲取傳感器模塊的運行狀態信息，串ロ修改傳感器運行狀態； 所述傳感器模塊包含傳感器器件，用于采集傳感信息例如溫度，濕度，一氧化碳等； 所述信號處理模塊還用于通過I2C，SPI，或UART等串ロ控制射頻通訊模塊，通過射頻通訊模塊無線接收或發送數據包； 信號處理模塊還用于通過串ロ獲得射頻通訊模塊運行狀態，通過串ロ修改射頻通訊模塊運行狀態； 所述射頻通訊模塊包含射頻通訊芯片，當射頻通訊芯片使用相同的物理層通訊協議時，射頻芯片之間可以相互無線通信。
4.根據權利要求3所述的基于⑶I圖形交互界面的CWSN通訊數據管理系統，其特征在于，所述無線節點和無線中繼器還包括內存，用于進行信號處理和計算； 所述無線節點和無線中繼器還包括硬盤，用于存儲傳感數據和設備運行信息，包括通訊協議信息； 所述無線節點和無線中繼器還包括電源模塊；所述電源模塊包括電池和電池電源處理芯片，和/或包括DC電源進口和DC電源處理芯片。
5.根據權利要求4所述的基于⑶I圖形交互界面的CWSN通訊數據管理系統，其特征在于，所述基站包括基站信號處理模塊，基站傳感器模塊，以太網通訊模塊，其中 所述基站信號處理模塊用于通過I2C，SPI，或UART等串ロ控制傳感器模塊/基站傳感器模塊，井向傳感器模塊/基站傳感器模塊索取，接收，和處理傳感數據； 所述基站信號處理模塊還用于通過串ロ獲取傳感器模塊/基站傳感器模塊的運行狀態信息，通過串ロ修改傳感器模塊/基站傳感器模塊運行狀態； 所述基站傳感器模塊包含傳感器器件，用于采集傳感信息； 所述基站信號處理模塊還用于通過I2C，SPI，或UART等串ロ控制以太網通訊模塊，通過以太網通訊模塊與云服務器發送或接收數據包； 以太網通訊模塊包含以太網通訊芯片和以太網接ロ，用于通過以太網標準通訊協議和以太網上的設備通信。
6.根據權利要求5所述的基于⑶I圖形交互界面的CWSN通訊數據管理系統，其特征在于，所述基站還包括內存，用于進行信號處理和計算； 所述基站還包括硬盤，用于存儲傳感數據和設備運行信息，包括通訊協議信息； 所述基站還包括電源模塊，所述電源模塊包括電池和電池電源處理芯片，和/或包括DC電源進口和DC電源處理芯片。
7.根據權利要求I至6任一項所述的基于⑶I圖形交互界面的CWSN通訊數據管理系統，其特征在于，所述云服務器包括云傳感網通訊管理模塊，傳感網傳輸模塊，數據庫，數據庫傳輸模塊，界面傳輸模塊，其中 所述云傳感網通訊管理模塊是云服務器的核心，其用于傳感數據處理和存儲，傳感網運行管理，和客戶端界面管理； 所述傳感網傳輸模塊用于通訊管理模塊和傳感網基站之間的通信，使用以太網TCP/IP通訊標準發送和接收通訊管理模塊的和基站的數據包； 所述數據庫，用于存儲傳感數據； 數據庫傳輸模塊用于通訊管理模塊和數據庫之間的通信，使用以太網TCP/IP通訊標準發送和接收通訊管理模塊的和數據庫的數據包； 界面傳輸模塊用于通訊管理模塊和客戶端界面顯示軟件模塊之間的通信，使用以太網TCP/IP通訊標準發送和接收通訊管理模塊和客戶端界面顯示軟件模塊之間傳輸的數據包。
8.根據權利要求7所述的基于⑶I圖形交互界面的CWSN通訊數據管理系統，其特征在于，所述云傳感網通訊管理模塊對傳感網運行管理，是指 通訊管理模塊通過使用無線設備列表和edge列表對傳感網進行管理,通過edge列表，通訊管理模塊尋找到從任何第一個無線設備到任何第二個無線設備的通訊路徑，毎次通訊管理模塊收到基站傳來的數據包，通訊管理模塊都會根據數據包的內容對無線設備列表和edge列表進行更新。
9.根據權利要求8所述的基于⑶I圖形交互界面的CWSN通訊數據管理系統，其特征在于，所述客戶端界面顯示軟件模塊包括圖像生成模塊和界面管理模塊，其中 所述圖像生成模塊用于將無線網絡以動態圖形界面的形式顯示在顯示器上； 所述界面管理模塊，用于對從云服務器端傳送過來的數據包進行解析，管理并更新無線設備列表和edge列表，當用戶在界面中實行操作后，將操作指令轉化成無線設備列表和edge列表的數據，然后將數據發送給云服務器。
10.根據權利要求9所述的基于⑶I圖形交互界面的CWSN通訊數據管理系統，其特征在于，所述動態圖形界面中包含 無線設備列表中的每ー個無線設備的名稱； 無線設備之間的連接，即edge列表； 通過連接的粗細代表edge列表中的RSSI信號強度，或者通過連接的長度代表edge列表中的RSSI信號強度，或通過連接的顏色代表edge列表中的RSSI信號強度； 若是RSSI=O,那么在子節點上面打“X”，代表子節點的通訊路徑不通；在無線設備旁顯示無線設備列表中的無線設備的特性。
11.ー種基于⑶I圖形交互界面的CWSN通訊數據管理方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟S100，采集傳感信息，并將傳感信息和節點或者中繼器的運行狀態信息組成數據包傳輸給基站； 步驟S200，基站把從節點或中繼器接收到的數據包通過以太網轉發給云服務器，數據包中的數據由云服務器進行處理； 步驟S300，根據從云服務器獲得的無線傳感網的數據包數據，顯示傳感網運行狀態，控制和修改傳感網運行狀態。
12.根據權利要求11所述的基于⑶I圖形交互界面的CWSN通訊數據管理方法，其特征在于，所述步驟S200還包括如下步驟 步驟S210，當云服務器需要和無線設備通訊吋，云服務器把包括通訊路徑的數據包通過以太網發給基站,基站再將此數據包無線發出去。
13.根據權利要求11或12所述的基于⑶I圖形交互界面的CWSN通訊數據管理方法，其特征在于，所述步驟S300中，控制和修改傳感網運行狀態，具體為通過動態界面對無線網絡中的無線設備進行設置和改動，包括如下步驟 步驟S310，用戶使用鍵盤或鼠標類的輸入設備在界面中輸入操作指令； 步驟S320，圖像生成模塊將操作指令發給界面管理模塊； 步驟S330，界面管理模塊將操作指令轉化成無線設備列表和/或edge列表中的數據模式，然后將此數據發給云服務器； 步驟S340，云服務器中的通訊管理模塊將接收到的數據解析，根據數據內容，形成數據包發給有關的無線設備； 步驟S350，在通訊管理模塊收到此無線設備的確認數據包，然后根據確認數據包的內容更新無線設備列表和/或edge列表，將更新信息發給所有界面管理模塊后，界面管理模塊更新自己的無線設備列表和/或edge列表，將更新信息發給圖像生成模塊； 步驟S360，圖像生成模塊更新界面圖形程序，進而更新圖像顯示。
14.根據權利要求13所述的基于⑶I圖形交互界面的CWSN通訊數據管理方法，其特征在于，所述步驟S310中，所述操作指令為增加節點、修改通訊路徑、去除通訊路徑、刪除無線設備、修改無線設備參數指令中的ー個或者多個指令。
全文摘要
本發明提供一種基于GUI圖形交互界面的CWSN通訊數據管理系統和方法。該系統包括無線傳感網，用于采集傳感信息，并傳感信息和將設備的運行狀態信息傳輸給云服務器；云服務器，用于從無線傳感網里的基站接收傳感數據和無線傳感網運行狀態信息，處理傳感數據并將傳感數據存在數據庫中，管理傳感網的運行狀態，管理傳感網中的基站，中繼器，和節點的運行，支持并控制客戶端界面軟件模塊；客戶端界面顯示軟件模塊，用于顯示傳感網運行狀態，控制和修改傳感網運行狀態。其不但可以動態的管理無線傳感網的工作狀況，還可以讓通過界面直接監控和維護無線傳感網絡，進行網絡路徑建立、修補、數據采集等。
文檔編號G06F3/048GK102821414SQ201210279260
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月7日 優先權日2012年8月7日
發明者王煜, 廖原, 呂海波 申請人:廖原, 張春梅