基于物联网的海洋水质智慧观测解决方案研究
这是一篇关于海洋环境监测,智慧观测,物联网,传感器技术,无线通信技术的论文, 主要内容为近年来,随着各国对海洋的开发与利用,海洋环境污染逐渐加剧,生态环境受到严重破坏,为了有效开发和利用海洋资源、保护海洋环境生态、促进海洋科学研究以及加快海洋经济发展,海洋生态环境监测与保护势在必行。其中,水质监测是海洋生态监测的重要方式之一,随着应用需求和科学技术的发展,水质监测应用范围更加广泛。本文以海洋监测基础理论为指导,从海洋观测现状、现实需求以及物联网技术、无线通技术和计算机软件技术的发展出发,提出了研究课题“基于物联网的海洋水质智慧观测解决方案”。方案以构建切实可行的海洋监测系统为研究目标,考虑了不同的硬件平台、传感器技术、无线通信技术和通信协议以及软件技术,针对海面场景范围设计出了固定点观测方案框架和船基观测方案框架,作为实现智慧监测海洋环境的解决方案。方案为达到海洋监测的观测数据综合化、监测体系的结构化、数据传输的实时性、采集分析一体化的目标提供了新的思路。为了验证设计方案的可行性和可靠性,本文选择固定点场景下的近海岸观测情景,设计了一个集通信网络化、预警智能化、系统模块化、高传输实时于一体的近海岸水质监测系统,详细介绍了系统的总体设计目标、整体组成结构以及各模块功能,然后进行系统硬件的选型和系统软件的实现,最后对系统进行了功能测试和稳定性测试。本论文工作主要完成了下面2部分工作:一、本文设计出固定点观测方案框架和船基观测方案框架,作为实现区域间统一化监测的海洋智慧信息和发布平台,让数据监测和信息服务一体化,将数据获取,数据处理,数据路由传输,数据分析,实时展示和区域数据共享等多种功能于一体,形成一个完整实用的系统,提高海洋监测和管理水平。二|、通过系统整体结构划分、系统功能模块介绍和硬件选型以及软件设计与开发,实现了一个近海岸水质监测系统,该系统具有以下功能模块:(1)采集模块,采集模块负责进行实时水质数据的采集和自动传输,还可以双向通信,不仅可以传输水文水质数据,还可以接收指令。(2)传输模块,传输模块实际上是观测点和监测中心之间数据传输的桥梁,沟通双方实现观测和命令数据的同步。(3)处理模块,数据处理模块自动处理接收到的数据,处理后存入到数据库中作为展示的数据源,同时处理中心会根据读取的传感器数据质量进行判断写入日志文件,记录数据质量情况和设备工作状态。(4)展示模块,数据展示模块就是把观测数据实时的展示,对观测数据进行动态监控、对实时数据进行动态图表显示和展示、对突变数据实现实时预警、对历史数据进行查询下载和综合分析,还可以发送控制指令通过网关传输到观测点控制水质观测过程,让用户可以根据实际监测需求进行数据采集参数的配置和控制,形成一种反馈机制,完善水质监测过程管理。本文的创新点有:(1)针对监测平台建设滞后的问题,建立了基于固定点和船基的统一化监测平台框架,统一的框架便于区域间数据格式统一和数据共享,用户可以在框架基础上根据实际需求和应用场景进行扩展,整个框架具有很好的扩展性和适用性。(2)在框架设计基础上,设计和实现了近海岸水质监测系统,利用现代飞速发展的物联网技术、通信技术,提高了监测系统的自动化能力和实时监控能力;监测和服务一体化,将数据采集、数据处理、数据分析、实时展示和数据采集控制等多功能于一体,形成一个完整实用的系统,提高了近海岸海洋监测和管理水平;监测系统采用模块化开发的方式,便于系统开发人员进行系统的扩展和维护。
基于物联网的海洋水质智慧观测解决方案研究
这是一篇关于海洋环境监测,智慧观测,物联网,传感器技术,无线通信技术的论文, 主要内容为近年来,随着各国对海洋的开发与利用,海洋环境污染逐渐加剧,生态环境受到严重破坏,为了有效开发和利用海洋资源、保护海洋环境生态、促进海洋科学研究以及加快海洋经济发展,海洋生态环境监测与保护势在必行。其中,水质监测是海洋生态监测的重要方式之一,随着应用需求和科学技术的发展,水质监测应用范围更加广泛。本文以海洋监测基础理论为指导,从海洋观测现状、现实需求以及物联网技术、无线通技术和计算机软件技术的发展出发,提出了研究课题“基于物联网的海洋水质智慧观测解决方案”。方案以构建切实可行的海洋监测系统为研究目标,考虑了不同的硬件平台、传感器技术、无线通信技术和通信协议以及软件技术,针对海面场景范围设计出了固定点观测方案框架和船基观测方案框架,作为实现智慧监测海洋环境的解决方案。方案为达到海洋监测的观测数据综合化、监测体系的结构化、数据传输的实时性、采集分析一体化的目标提供了新的思路。为了验证设计方案的可行性和可靠性,本文选择固定点场景下的近海岸观测情景,设计了一个集通信网络化、预警智能化、系统模块化、高传输实时于一体的近海岸水质监测系统,详细介绍了系统的总体设计目标、整体组成结构以及各模块功能,然后进行系统硬件的选型和系统软件的实现,最后对系统进行了功能测试和稳定性测试。本论文工作主要完成了下面2部分工作:一、本文设计出固定点观测方案框架和船基观测方案框架,作为实现区域间统一化监测的海洋智慧信息和发布平台,让数据监测和信息服务一体化,将数据获取,数据处理,数据路由传输,数据分析,实时展示和区域数据共享等多种功能于一体,形成一个完整实用的系统,提高海洋监测和管理水平。二|、通过系统整体结构划分、系统功能模块介绍和硬件选型以及软件设计与开发,实现了一个近海岸水质监测系统,该系统具有以下功能模块:(1)采集模块,采集模块负责进行实时水质数据的采集和自动传输,还可以双向通信,不仅可以传输水文水质数据,还可以接收指令。(2)传输模块,传输模块实际上是观测点和监测中心之间数据传输的桥梁,沟通双方实现观测和命令数据的同步。(3)处理模块,数据处理模块自动处理接收到的数据,处理后存入到数据库中作为展示的数据源,同时处理中心会根据读取的传感器数据质量进行判断写入日志文件,记录数据质量情况和设备工作状态。(4)展示模块,数据展示模块就是把观测数据实时的展示,对观测数据进行动态监控、对实时数据进行动态图表显示和展示、对突变数据实现实时预警、对历史数据进行查询下载和综合分析,还可以发送控制指令通过网关传输到观测点控制水质观测过程,让用户可以根据实际监测需求进行数据采集参数的配置和控制,形成一种反馈机制,完善水质监测过程管理。本文的创新点有:(1)针对监测平台建设滞后的问题,建立了基于固定点和船基的统一化监测平台框架,统一的框架便于区域间数据格式统一和数据共享,用户可以在框架基础上根据实际需求和应用场景进行扩展,整个框架具有很好的扩展性和适用性。(2)在框架设计基础上,设计和实现了近海岸水质监测系统,利用现代飞速发展的物联网技术、通信技术,提高了监测系统的自动化能力和实时监控能力;监测和服务一体化,将数据采集、数据处理、数据分析、实时展示和数据采集控制等多功能于一体,形成一个完整实用的系统,提高了近海岸海洋监测和管理水平;监测系统采用模块化开发的方式,便于系统开发人员进行系统的扩展和维护。
基于物联网的海洋水质智慧观测解决方案研究
这是一篇关于海洋环境监测,智慧观测,物联网,传感器技术,无线通信技术的论文, 主要内容为近年来,随着各国对海洋的开发与利用,海洋环境污染逐渐加剧,生态环境受到严重破坏,为了有效开发和利用海洋资源、保护海洋环境生态、促进海洋科学研究以及加快海洋经济发展,海洋生态环境监测与保护势在必行。其中,水质监测是海洋生态监测的重要方式之一,随着应用需求和科学技术的发展,水质监测应用范围更加广泛。本文以海洋监测基础理论为指导,从海洋观测现状、现实需求以及物联网技术、无线通技术和计算机软件技术的发展出发,提出了研究课题“基于物联网的海洋水质智慧观测解决方案”。方案以构建切实可行的海洋监测系统为研究目标,考虑了不同的硬件平台、传感器技术、无线通信技术和通信协议以及软件技术,针对海面场景范围设计出了固定点观测方案框架和船基观测方案框架,作为实现智慧监测海洋环境的解决方案。方案为达到海洋监测的观测数据综合化、监测体系的结构化、数据传输的实时性、采集分析一体化的目标提供了新的思路。为了验证设计方案的可行性和可靠性,本文选择固定点场景下的近海岸观测情景,设计了一个集通信网络化、预警智能化、系统模块化、高传输实时于一体的近海岸水质监测系统,详细介绍了系统的总体设计目标、整体组成结构以及各模块功能,然后进行系统硬件的选型和系统软件的实现,最后对系统进行了功能测试和稳定性测试。本论文工作主要完成了下面2部分工作:一、本文设计出固定点观测方案框架和船基观测方案框架,作为实现区域间统一化监测的海洋智慧信息和发布平台,让数据监测和信息服务一体化,将数据获取,数据处理,数据路由传输,数据分析,实时展示和区域数据共享等多种功能于一体,形成一个完整实用的系统,提高海洋监测和管理水平。二|、通过系统整体结构划分、系统功能模块介绍和硬件选型以及软件设计与开发,实现了一个近海岸水质监测系统,该系统具有以下功能模块:(1)采集模块,采集模块负责进行实时水质数据的采集和自动传输,还可以双向通信,不仅可以传输水文水质数据,还可以接收指令。(2)传输模块,传输模块实际上是观测点和监测中心之间数据传输的桥梁,沟通双方实现观测和命令数据的同步。(3)处理模块,数据处理模块自动处理接收到的数据,处理后存入到数据库中作为展示的数据源,同时处理中心会根据读取的传感器数据质量进行判断写入日志文件,记录数据质量情况和设备工作状态。(4)展示模块,数据展示模块就是把观测数据实时的展示,对观测数据进行动态监控、对实时数据进行动态图表显示和展示、对突变数据实现实时预警、对历史数据进行查询下载和综合分析,还可以发送控制指令通过网关传输到观测点控制水质观测过程,让用户可以根据实际监测需求进行数据采集参数的配置和控制,形成一种反馈机制,完善水质监测过程管理。本文的创新点有:(1)针对监测平台建设滞后的问题,建立了基于固定点和船基的统一化监测平台框架,统一的框架便于区域间数据格式统一和数据共享,用户可以在框架基础上根据实际需求和应用场景进行扩展,整个框架具有很好的扩展性和适用性。(2)在框架设计基础上,设计和实现了近海岸水质监测系统,利用现代飞速发展的物联网技术、通信技术,提高了监测系统的自动化能力和实时监控能力;监测和服务一体化,将数据采集、数据处理、数据分析、实时展示和数据采集控制等多功能于一体,形成一个完整实用的系统,提高了近海岸海洋监测和管理水平;监测系统采用模块化开发的方式,便于系统开发人员进行系统的扩展和维护。
物联网产品开发参考平台的设计与实现
这是一篇关于物联网,传感器,无线通信技术,ZigBee的论文, 主要内容为物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业革命的浪潮,是一个全新的技术领域。作为一项战略性新兴产业,物联网的繁荣发展需要大量精通物联网信息技术的人才生力军。社会需求量大,但人才供给量很少,远不成比例。 本文首先对物联网技术的国内外发展现状进行分析,经过广泛对比国内外物联网产品开发平台,发现当前同类平台普遍存在一些瓶颈：开发门槛较高、开发周期较长、跨平台性差、实用性较低等。针对这些问题,我们设计出了一款能够支持多操作系统,支持多种传感器和无线通信设备,集多种物联网关键技术于一体的物联网产品开发参考平台。通过本平台的使用,使更多科研工作者和学生参与到物联网这一领域的研究和开发行列中来,将我国的物联网理论和应用提高到新的水平,推动我国物联网的建设。 本文结合物联网的三层体系架构：底层为感知层,主要包括感知层传感器模块的介绍及感知层系统的设计与实现；中间为网络层,通过对比选取主流的无线通信技术ZigBee和3G作为数据传输网络；上层为应用层,应用开发主要使用了Visual Studio2008开发环境、SQL Server2008数据库、Windows Azure平台技术和C#语言。采用Socket技术开发出了基于RFID技术的考勤系统,并用WCF Service技术对此系统进行了优化。使用云计算技术,并结合物联网平台技术设计出了可模块化定制的物联网信息管理系统。 本文从需求分析、总体设计、硬件选型、关键技术选型、系统移植和应用开发等方面出发,采用多系统并存的设计方法,首次将微软最新的技术.Net Micro Framework引入并完成系统移植,并使用物联网关键技术,设计开发出了可用于教学、科研的物联网产品开发参考平台。
基于物联网的海洋水质智慧观测解决方案研究
这是一篇关于海洋环境监测,智慧观测,物联网,传感器技术,无线通信技术的论文, 主要内容为近年来,随着各国对海洋的开发与利用,海洋环境污染逐渐加剧,生态环境受到严重破坏,为了有效开发和利用海洋资源、保护海洋环境生态、促进海洋科学研究以及加快海洋经济发展,海洋生态环境监测与保护势在必行。其中,水质监测是海洋生态监测的重要方式之一,随着应用需求和科学技术的发展,水质监测应用范围更加广泛。本文以海洋监测基础理论为指导,从海洋观测现状、现实需求以及物联网技术、无线通技术和计算机软件技术的发展出发,提出了研究课题“基于物联网的海洋水质智慧观测解决方案”。方案以构建切实可行的海洋监测系统为研究目标,考虑了不同的硬件平台、传感器技术、无线通信技术和通信协议以及软件技术,针对海面场景范围设计出了固定点观测方案框架和船基观测方案框架,作为实现智慧监测海洋环境的解决方案。方案为达到海洋监测的观测数据综合化、监测体系的结构化、数据传输的实时性、采集分析一体化的目标提供了新的思路。为了验证设计方案的可行性和可靠性,本文选择固定点场景下的近海岸观测情景,设计了一个集通信网络化、预警智能化、系统模块化、高传输实时于一体的近海岸水质监测系统,详细介绍了系统的总体设计目标、整体组成结构以及各模块功能,然后进行系统硬件的选型和系统软件的实现,最后对系统进行了功能测试和稳定性测试。本论文工作主要完成了下面2部分工作:一、本文设计出固定点观测方案框架和船基观测方案框架,作为实现区域间统一化监测的海洋智慧信息和发布平台,让数据监测和信息服务一体化,将数据获取,数据处理,数据路由传输,数据分析,实时展示和区域数据共享等多种功能于一体,形成一个完整实用的系统,提高海洋监测和管理水平。二|、通过系统整体结构划分、系统功能模块介绍和硬件选型以及软件设计与开发,实现了一个近海岸水质监测系统,该系统具有以下功能模块:(1)采集模块,采集模块负责进行实时水质数据的采集和自动传输,还可以双向通信,不仅可以传输水文水质数据,还可以接收指令。(2)传输模块,传输模块实际上是观测点和监测中心之间数据传输的桥梁,沟通双方实现观测和命令数据的同步。(3)处理模块,数据处理模块自动处理接收到的数据,处理后存入到数据库中作为展示的数据源,同时处理中心会根据读取的传感器数据质量进行判断写入日志文件,记录数据质量情况和设备工作状态。(4)展示模块,数据展示模块就是把观测数据实时的展示,对观测数据进行动态监控、对实时数据进行动态图表显示和展示、对突变数据实现实时预警、对历史数据进行查询下载和综合分析,还可以发送控制指令通过网关传输到观测点控制水质观测过程,让用户可以根据实际监测需求进行数据采集参数的配置和控制,形成一种反馈机制,完善水质监测过程管理。本文的创新点有:(1)针对监测平台建设滞后的问题,建立了基于固定点和船基的统一化监测平台框架,统一的框架便于区域间数据格式统一和数据共享,用户可以在框架基础上根据实际需求和应用场景进行扩展,整个框架具有很好的扩展性和适用性。(2)在框架设计基础上,设计和实现了近海岸水质监测系统,利用现代飞速发展的物联网技术、通信技术,提高了监测系统的自动化能力和实时监控能力;监测和服务一体化,将数据采集、数据处理、数据分析、实时展示和数据采集控制等多功能于一体,形成一个完整实用的系统,提高了近海岸海洋监测和管理水平;监测系统采用模块化开发的方式,便于系统开发人员进行系统的扩展和维护。
矿井无线通信系统的设计
这是一篇关于矿井,无线通信技术,通信协议,PDA的论文, 主要内容为中国是一个世界采矿大国,煤矿安全生产一直是国家关注的重点。瓦斯突出是一种重大灾害,一旦发生会造成大量人员伤亡。由于我国对煤矿安全生产的重视,建国以来其他各种煤矿安全事故中死亡人数均在逐年下降,唯独瓦斯突出事故始终维持较高的发生频率。超过90%的瓦斯突出事故是由于工人未按技术标准打钻,因此本课题研制了一种智能型钻机,实现对打钻操作的智能记录并将数据上传到地面调度。基于矿井的移动通信系统与传统通信系统不同,环境因素能够对该系统产生较大影响,特别是钻机一般应用于采掘面,需要随采掘面移动,很难采用传统的有线方式。本课题针对上述现实问题,以PJ-ZDY-750型智能钻机为支撑条件,设计了一套可用于地面和矿下通信的有线+无线通信系统方案。主要工作是将井下智能钻机采集的数据结果及实时分析结果,通过井下网络上传至地面。传输系统设计除了考虑硬件及网络架构能符合井下复杂条件外,还设计了一套安全可靠实用的数据通信协议,整个通信系统具备一定的纠检错能力,保证数据的正确传输。同时考虑到井下情况复杂,在没有无线信号覆盖的情况下,使用专用PDA设备由巡检人员实现近距离数据抄取,保障数据的完整性。该系统可以实现数据安全、可靠、完整的传输,前端无线通信距离≧50米、通信传输误码率<0.1%、通信传输丢包率<0.1%、实时通信延时<500ms;实现了简单的后台管理及数据展示功能。经实践证明,本次研制的井下数据传输系统,可以有效解决煤矿井下网络通信数据的远距离传输、信号转换接口及信息处理的技术需求,有助于推动了煤矿企业的安全生产。该系统应用到煤矿安全生产中,为安全生产提供了进一步保障。
能耗管理系统集成与节能优化研究
这是一篇关于能耗管理系统,Zigbee,ZStack,CC2530,ECharts,MVC,无线通信技术,节能的论文, 主要内容为随着现代企业的飞速发展,企业的能源消耗不断上升,如何对企业的能耗进行有效监测管理值得我们关注,由此引入了能耗管理系统。针对传统能耗管理系统存在的一些问题,本文提出了基于Zigbee无线通信技术的解决方案,具有低功耗、低成本的特点,同时避免了繁琐的布线工作。本文首先对课题的研究内容进行了需求分析,基于这些需求,设计了整体系统架构,包括数据采集层、数据传输层、数据存储层、数据展示层。然后对每层分别进行了讲解,开发:首先分析和列举了几种常用的无线通信技术,通过对比各技术的特点,根据本课题的实际需求,选取了 Zigbee技术作为本项目的无线通信方式。然后对Zigbee技术作了一个概括性的介绍,主要包括Zigbee网络的设备类型、网络拓扑结构、协议栈的构成以及协议栈每层的组成结构、主要功能。接着是基于Zigbee技术的无线通信网络开发,在对现有的Zigbee协议解决方案进行对比分析后,选取了TI公司推出的CC2530单片机及ZStack协议栈。在此基础上讲述了本项目的ZStack协议栈在开发过程中的一些重要函数及其工作流程。然后通过终端设备上的温湿度传感器DHT11采集数据,数据经过路由器,传到协调器,协调器连接串口,通过串口将数据读取出来并存入到MySQL数据库,然后通过可视化插件ECharts对数据进行展示,从而达到监控参量的目的。整个Web工程采用了 Jsp+Servlet+Javabean的MVC框架。最后从Zigbee设备使用时的功耗和用电设备的功耗两个角度来进行了节能优化分析,并提出了一些节能降耗的方案及措施。
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