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专利号: 2014102140868
申请人: 西南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于无线感知网络的核电站设备监控系统,其特征在于:由无线监测节点、无线中继节点、网关和网络访问点、后台监控软件组成;

所述无线监测节点:网格化设备监测表面,获取核电站待监测重要设备的初选监测点的10阶振型固有频率和总位移模态数据,采用智能优化算法进行优化点选取,收集核电站设备终端的监控信息;

所述无线中继节点:网格化中继节点可能部署的空间范围,在无线监测节点基础上,初步形成虚拟冗余多路由路径,然后以环境、易放置约束条件为基础,形成优化的冗余路由路径,补充完成剩余的中继点部署位置确定,用来接收无线监测节点的监控信息数据;

所述网关和网络访问点:网络访问点采用了与中继节点同样的网络协议,能够在确定的时间周期内收集到无线中继节点一轮监控信息数据,并将其交给网关,网关将监控信息数据传送给后台监控软件进行处理;

所述后台监控软件:对监控信息数据进行处理,将处理结果发送到客户端和各种监控终端。

2.按照权利要求1所述基于无线感知网络的核电站设备监控系统,其特征在于:所述优化点求取满足如下条件:a)尽量不丢失重要模态信息;b)测点应避免放置在影响核电敏感设备的初选点位置;c)尽可能保证监测节点间连通且可使用定向天线;d)测点最好位于安全、易维护、易放置位置。

3.按照权利要求1所述基于无线感知网络的核电站设备监控系统,其特征在于:所述多路由路径链路冲突控制,根据Welsh-Powell算法和启发式算法求出满足链路调度无冲突和网络调度资源最小约束下的通信资源的合理分配。

4.按照权利要求3所述基于无线感知网络的核电站设备监控系统,其特征在于:所述启发式算法为:根据所有冗余路由形成的最后综合图,将其转化为冲突图,冲突图中的“顶点”表示原图中的链路,冲突图中的“边”表示链路间的包含所有冲突关系,然后根据我们提出的启发式算法进行资源分配,基于TDMA的跳频启发式调度:将时间分割成周期性的帧,再将帧分割成小的时槽,无线感知网络节点通过对应的链路调度策略,获取到分配给它的通信资源而进行数据发送或者接收,核电应激环境下,在链路调度的过程中需要保证链路分配到至少一个不同的通信资源,在进行通信资源分配时,图中包含相同顶点的临边分配不同通信资源,同时节点间两跳范围内存在相互干扰情况,也分配不同通信资源以避免间接冲突,链路负载流量大小对应给链路分配不同的通信资源数目,以解决流量不均衡问题,核电应激环境下无线感知网络规模和节点密度的增大必然使得通信链路数量也迅速增加。

5.按照权利要求1所述基于无线感知网络的核电站设备监控系统,其特征在于:所述后台监控软件包括数据处理模块、预警判断模块、数据呈现模块、权限管理模块和安全备份模块;

1)数据处理模块:

数据处理模块主要负责对接收到的监控数据进行针对性的处理,从而为上层应用提供直接可用的数据内容,该模块由2个子模块组成:数据解析子模块与数据存储子模块,解析子模块将接收到的二进制数据帧按照其格式进行解析,经过该模块处理后的直接可用的数据帧,内容包括:监测节点的编号、监测数据的类型、具体的监测数值及数据采集时间;数据存储子模块将作为连接存储数据库的连接件,根据解析后的监控数据的内容调用对应的存储过程;

2)预警判断模块:预警判断模块的主要作用在于保障警报提示的实时性,经过数据处理模块解析后的数据在进行呈现之前将首先到达该模块对是否触发预警提示进行判断,其完整功能由阈值匹配子模块和警报触发子模块提供,阈值匹配子模块将解析后的数据与对应的预警阈值进行比对,如果监控数据超过某一等级的阈值,那么该子模块将把数据内容与阈值信息进行包装提供给警报触发子模块,警报触发子模块的任务是将达到警报提示条件的数据封装成一个触发事件,由数据呈现模块最终完成警报提示信息的显示;

3)数据呈现模块:数据呈现模块是本软件完成人机交互的核心,通过对显示页面的管理与控制为用户请求提供响应,其子模块的组成与功能如下:实时查询子模块:呈现界面与后台数据支撑平台之间的中间件,由于数据处理模块提供给上层的仅是当前接收到的最新数据,因此通过该子模块能够为数据呈现过程中的多样化需求提供数据支持,增强了数据呈现的灵活性;

数据转换子模块:该子模块与数据处理模块相结合,共同为待呈现的数据完成结构的调整,其中封装了适用于折线图、柱状体、虚拟仪表、树状多种呈现结构的数据组织形式;

更新触发子模块:负责为用户端相数据端主动发起的交互提供功能支持,即“用户-->数据”数据流的入口,通过该子模块,用户能够实现监控节点阈值变更、设备名称变更功能;

图形呈现子模块:该子模块负责各种多媒体性的数据呈现工作,同时与警报提示子模块一同完成面向多感官的警报信息的提示,其内部存在多种便于调用的呈现组件;

警报提示子模块:监听预警判断模块的预警触发事件,并负责对事件中封装的具体内容进行解析,将数据翻译为功能参数,经过该模块快速组织后的警报提示信息将以指令的形式配和图形呈现子模块中封装的呈现组件,完成预警提示工作;

4)权限管理模块:权限管理模块从预防用户错误操作的角度保障数据的安全性,其完整功能由身份验证子模块和权限控制子模块组成;

身份验证子模块作为当前用户与数据库中用户信息的连接,在用户登入监控软件时,由该模块为其提供权限信息,为权限控制提供数据基础;

权限控制子模块将全程监听当前登录用户执行的各种操作,并将该操作所需权限与用户自身权限做匹配,仅当用户权限不小于操作所需权限时,软件才给予该操作请求以响应;

5)安全备份模块:安全备份模块将为监控数据提供系统级的安全防护策略,该模块下存在2个子模块:增量备份子模块与备份管理子模块;

增量备份子模块的作用是定期自动地由软件系统为新加入的采集数据进行备份,并与已有的数据备份进行整合,进行统一管理;

备份管理子模块将对不断产生的大量备份文件进行组织与管理,包括依照存储时间、数据分类的分类方式调整存储结构,同时为管理员对备份数据的操作提供支持。