基于物聯網的海洋生態環境動態監測系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及無線傳感器通信、海洋生態環境監測技術領域，是一種基于物聯網的海洋生態環境動態監測系統。
【背景技術】
[0002]我國有18000公里海岸線，近海人口多、經濟發達的沿海地區在高強度開發的影響下，近岸海域的環境日益嚴峻，根據國家海洋局海洋災害公報，僅2013年我國海域共發現赤潮46次，其中有毒赤潮7次，僅5月和6月兩個月受害面積就達到2104平方公里。海洋污染與生態環境監測技術，是當前監測技術的重點和難點，目前主要技術是通過傳感器監測和微型化的自動分析儀器來實現，國內對生物、化學、水光學傳感器的研發與發達國家還存在有較大的差距，只有通過不斷的集成化應用去積累經驗，為攻關這一重要難題提供一些前期實踐參考。
[0003]同時隨著經濟的發展，特別近海城市的污水排放量已成重要的污染源，但目前的水質監測主要是針對入海口的監測階段，而且數據的采集間隔期較長，難以實際反映近海的真實生態環境。這就迫切需要有一種系統來完成對近海的生態環境進行動態監測，如山東半島近青島海域，每年有滸苔大面積爆發的情況出現，它的繁殖過程中每個階段的濃度、大小，就可以通過連續的、定向實時的數據采集系統來完成監測，對它(滸苔、海藻、赤潮等)的起始、發展、爆發、消散四個階段，都能有效的進行不間斷的觀測，同時提前采取有效措施，做到預防防范，從而減少因為海洋生態和環境狀態改變，帶來的直接或間接經濟損失。
[0004]因此，開發建設基于物聯網技術的海洋生態環境動態監測系統，可以解決現有系統的多點分布、零散采集、多點上傳，同一地理位置條件無法獲得各種傳感器的多組有效數據等一系列問題，具有廣闊的應用前景和社會生態效益。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種實時、可靠、智能、精確的基于物聯網技術的海洋生態環境動態監測系統。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型提供一種基于物聯網技術的海洋生態環境動態監測系統。包括供電系統、數據采集子系統、監測終端、監控中心，所述供電系統包括太陽能采集轉換裝置、蓄電模塊，為數據采集子系統和監測終端供電;所述數據采集子系統為各種傳感器節點，各種傳感器節點形成匯聚節點，通過無線傳感器網絡將采集到的環境數據傳送到監測終端;所述監測終端包括ZigBee通信模塊、數據采集器、3G通信模塊、藍牙模塊、電源處理模塊、無線視頻傳輸模塊;所述ZigBee通信模塊用來接收系統前端無線傳感網絡發送的水質監測數據，通過串口將采集的數據傳輸到數據采集器;所述數據采集器可以完成對各數據發送與接收模塊的控制以及通過與傳感器的連接完成數據的采集;所述3G通信模塊和無線視頻傳輸模塊將數據實時傳送到監控中心;所述電源處理模塊接收來自供電系統的電能;所述監控中心包括工控機、無線通信模塊、服務器;所述工控機接收來自3G通信模塊和無線視頻傳輸模塊的數據，進行預處理后傳送到服務器，所述服務器通過英特網以瀏覽器的形式發布監測區域的監測結果。
[0007]與現有技術相比，本實用新型通過在不同區域布設無線傳感器網絡與監測終端，可實現對多站點的監測。系統運行期間，通過多種傳感器獲取監測區域的空氣溫濕度、水的流速流向、水的溫鹽深等環境信息，通過攝像頭監控監測區域的實時動態信息，融合英特網技術將監測信息發布出去。通過建立科學的評價模型對監測數據進行分析與處理，最終得出監測區域的水質情況，并將分析結果進行發布。該系統采用物聯網技術，實現海洋生態環境的動態監測，對預防突發性海洋污染，生態環境保護，海洋生產養殖具有重要意義。
【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型基于物聯網的海洋生態環境動態監測系統的總體架構示意圖。
[0009]圖中:1-供電系統，2-數據采集子系統，3-監測終端，4-監控中心，5-太陽能采集轉換裝置，6-蓄電模塊，7-各種傳感器節點，8-匯聚節點，9-ZigBee模塊，10-數據采集器，I Ι-ΒΟ 通信模塊， 12-藍牙模塊， 13-電源處理模塊， 14-無線視頻傳輸模塊， 15-工控機， 16-無線通信模塊，17-服務器。
【具體實施方式】
[0010]下面將結合本實用新型的圖1，對本實用新型的技術方案進行詳細的介紹。
[0011]請參考圖1，本實用新型基于物聯網的海洋生態環境動態監測系統包括供電系統
1、數據采集子系統2、監測終端3和監控中心4。
[0012]具體地，所述供電系統I包括太陽能采集轉換裝置5、蓄電模塊6，在光照不足的情況下依然可以為其他模塊供電，且節能環保。所述數據采集子系統2包括部署在監測海域中的各種傳感器節點7:傳感器單元、處理器單元、無線通訊單元、能量供應單元，各種傳感器節點7形成的匯聚節點8通過無線傳感器網絡將監測到的各種環境信息發送到監測終端3的ZigBee通信模塊9 ο
[0013]所述監測終端3包括ZigBee通信模塊9、數據采集器10、3G通信模塊11、藍牙模塊
12、電源處理模塊13、無線視頻傳輸模塊14。所述ZigBee通信模塊9用來接收系統前端無線傳感網絡發送的水質監測數據，通過串口將采集的數據傳輸到數據采集器10。所述數據采集器10可以完成對各數據發送與接收模塊的控制以及通過與傳感器的連接完成數據的采集。利用所述藍牙模塊12實現數據采集器10與ADCP的連接，并通過串口將CTD、溫濕度傳感器、風速風向傳感器與數據采集器10形成有線的連接。所述無線視頻傳輸模塊14對監測區域實行視頻監控，因實行全天候的視頻拍攝，產生的數據量較大，考慮到傳輸速度與成本問題，本實用新型采取點對點的無線微波通信技術，實現IP視頻與無線設備之間的無縫輸出集成。所述3G通信模塊11可以提供移動環境下的WCDMA、GSM/GPRS、EDGE和HSDPA數據接入服務，將數據采集器10存儲的數據實時地發送到監控中心4。所述電源處理模塊13接收供電系統I的電能，為監測終端3各模塊供電。
[0014]所述監控中心4包括接收數據與進行數據預處理的工控機15、傳輸數據的無線通信模塊16、數據存儲、計算與發布的服務器17。所述工控機15接收來自3G通信模塊11和無線視頻傳輸模塊14的數據，進行預處理后傳送到服務器17，所述服務器17通過英特網以瀏覽器的形式發布監測區域的監測結果，用戶可通過個人電腦或手持式移動設備進行查詢。
[0015]本實用新型提供一種基于物聯網技術的海洋生態環境動態監測系統，主要運用了物聯網技術中的傳感器技術、無線傳感器網絡技術、無線通信技術、互聯網技術，實現海洋環境多要素數據指標監測的實時性、可靠性，提高監測系統的智能化程度和精確性，對防止海洋水污染、海洋養殖等具有巨大的實用性幫助。
【主權項】
1.一種基于物聯網的海洋生態環境動態監測系統，其特征在于:包括供電系統(I)、數據采集子系統(2)、監測終端(3)、監控中心(4)，所述供電系統(I)包括太陽能采集轉換裝置(5)、蓄電模塊(6)，為數據采集子系統(2)和監測終端(3)供電；所述數據采集子系統(2)為各種傳感器節點(7)，各種傳感器節點(7)形成匯聚節點(8)，通過無線傳感器網絡將采集到的環境數據傳送到監測終端(3);所述監測終端(3)包括ZigBee通信模塊(9)、數據采集器(10)、3G通信模塊(11)、藍牙模塊(12)、電源處理模塊(13)、無線視頻傳輸模塊(14);所述ZigBee通信模塊(9)用來接收系統前端無線傳感網絡發送的水質監測數據，通過串口將采集的數據傳輸到數據采集器(10);所述數據采集器(10)可以完成對各數據發送與接收模塊的控制以及通過與傳感器的連接完成數據的采集;所述3G通信模塊(11)和無線視頻傳輸模塊(14)將數據實時傳送到監控中心(4);所述電源處理模塊(13)接收來自供電系統(I)的電能;所述監控中心(4)包括工控機(15)、無線通信模塊(16)、服務器(17);所述工控機(15)接收來自3G通信模塊(11)和無線視頻傳輸模塊(14)的數據，進行預處理后傳送到服務器(17)，所述服務器(17)通過英特網以瀏覽器的形式發布監測區域的監測結果。
【專利摘要】本實用新型提供一種基于物聯網的海洋生態環境動態監測系統，包括采用無線傳感器網絡技術的數據采集子系統，通過物聯網的無線網絡通信技術實現監測數據的中轉與傳輸的監測終端，和對監測數據進行存儲、分析、發布的信息管理子系統。本實用新型運用物聯網技術，將證據理論應用于海洋生態環境預警決策系統，實現了監測區環境要素的動態監測，對海洋生態環境保護，海洋生產養殖具有重要意義和實用價值。
【IPC分類】G01D21/02, G08C17/02
【公開號】CN205384046
【申請號】CN201520974306
【發明人】于淼, 孫紅雨, 丁保全
【申請人】山東科技大學
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2015年12月1日