基于物联网的海洋生态环境动态监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及无线传感器通信、海洋生态环境监测技术领域，是一种基于物联网的海洋生态环境动态监测系统。
【背景技术】
[0002]我国有18000公里海岸线，近海人口多、经济发达的沿海地区在高强度开发的影响下，近岸海域的环境日益严峻，根据国家海洋局海洋灾害公报，仅2013年我国海域共发现赤潮46次，其中有毒赤潮7次，仅5月和6月两个月受害面积就达到2104平方公里。海洋污染与生态环境监测技术，是当前监测技术的重点和难点，目前主要技术是通过传感器监测和微型化的自动分析仪器来实现，国内对生物、化学、水光学传感器的研发与发达国家还存在有较大的差距，只有通过不断的集成化应用去积累经验，为攻关这一重要难题提供一些前期实践参考。
[0003]同时随着经济的发展，特别近海城市的污水排放量已成重要的污染源，但目前的水质监测主要是针对入海口的监测阶段，而且数据的采集间隔期较长，难以实际反映近海的真实生态环境。这就迫切需要有一种系统来完成对近海的生态环境进行动态监测，如山东半岛近青岛海域，每年有浒苔大面积爆发的情况出现，它的繁殖过程中每个阶段的浓度、大小，就可以通过连续的、定向实时的数据采集系统来完成监测，对它(浒苔、海藻、赤潮等)的起始、发展、爆发、消散四个阶段，都能有效的进行不间断的观测，同时提前采取有效措施，做到预防防范，从而减少因为海洋生态和环境状态改变，带来的直接或间接经济损失。
[0004]因此，开发建设基于物联网技术的海洋生态环境动态监测系统，可以解决现有系统的多点分布、零散采集、多点上传，同一地理位置条件无法获得各种传感器的多组有效数据等一系列问题，具有广阔的应用前景和社会生态效益。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种实时、可靠、智能、精确的基于物联网技术的海洋生态环境动态监测系统。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于物联网技术的海洋生态环境动态监测系统。包括供电系统、数据采集子系统、监测终端、监控中心，所述供电系统包括太阳能采集转换装置、蓄电模块，为数据采集子系统和监测终端供电;所述数据采集子系统为各种传感器节点，各种传感器节点形成汇聚节点，通过无线传感器网络将采集到的环境数据传送到监测终端;所述监测终端包括ZigBee通信模块、数据采集器、3G通信模块、蓝牙模块、电源处理模块、无线视频传输模块;所述ZigBee通信模块用来接收系统前端无线传感网络发送的水质监测数据，通过串口将采集的数据传输到数据采集器;所述数据采集器可以完成对各数据发送与接收模块的控制以及通过与传感器的连接完成数据的采集;所述3G通信模块和无线视频传输模块将数据实时传送到监控中心;所述电源处理模块接收来自供电系统的电能;所述监控中心包括工控机、无线通信模块、服务器;所述工控机接收来自3G通信模块和无线视频传输模块的数据，进行预处理后传送到服务器，所述服务器通过英特网以浏览器的形式发布监测区域的监测结果。
[0007]与现有技术相比，本实用新型通过在不同区域布设无线传感器网络与监测终端，可实现对多站点的监测。系统运行期间，通过多种传感器获取监测区域的空气温湿度、水的流速流向、水的温盐深等环境信息，通过摄像头监控监测区域的实时动态信息，融合英特网技术将监测信息发布出去。通过建立科学的评价模型对监测数据进行分析与处理，最终得出监测区域的水质情况，并将分析结果进行发布。该系统采用物联网技术，实现海洋生态环境的动态监测，对预防突发性海洋污染，生态环境保护，海洋生产养殖具有重要意义。
【附图说明】
[0008]图1为本实用新型基于物联网的海洋生态环境动态监测系统的总体架构示意图。
[0009]图中:1-供电系统，2-数据采集子系统，3-监测终端，4-监控中心，5-太阳能采集转换装置，6-蓄电模块，7-各种传感器节点，8-汇聚节点，9-ZigBee模块，10-数据采集器，I Ι-ΒΟ 通信模块， 12-蓝牙模块， 13-电源处理模块， 14-无线视频传输模块， 15-工控机， 16-无线通信模块，17-服务器。
【具体实施方式】
[0010]下面将结合本实用新型的图1，对本实用新型的技术方案进行详细的介绍。
[0011]请参考图1，本实用新型基于物联网的海洋生态环境动态监测系统包括供电系统
1、数据采集子系统2、监测终端3和监控中心4。
[0012]具体地，所述供电系统I包括太阳能采集转换装置5、蓄电模块6，在光照不足的情况下依然可以为其他模块供电，且节能环保。所述数据采集子系统2包括部署在监测海域中的各种传感器节点7:传感器单元、处理器单元、无线通讯单元、能量供应单元，各种传感器节点7形成的汇聚节点8通过无线传感器网络将监测到的各种环境信息发送到监测终端3的ZigBee通信模块9 ο
[0013]所述监测终端3包括ZigBee通信模块9、数据采集器10、3G通信模块11、蓝牙模块
12、电源处理模块13、无线视频传输模块14。所述ZigBee通信模块9用来接收系统前端无线传感网络发送的水质监测数据，通过串口将采集的数据传输到数据采集器10。所述数据采集器10可以完成对各数据发送与接收模块的控制以及通过与传感器的连接完成数据的采集。利用所述蓝牙模块12实现数据采集器10与ADCP的连接，并通过串口将CTD、温湿度传感器、风速风向传感器与数据采集器10形成有线的连接。所述无线视频传输模块14对监测区域实行视频监控，因实行全天候的视频拍摄，产生的数据量较大，考虑到传输速度与成本问题，本实用新型采取点对点的无线微波通信技术，实现IP视频与无线设备之间的无缝输出集成。所述3G通信模块11可以提供移动环境下的WCDMA、GSM/GPRS、EDGE和HSDPA数据接入服务，将数据采集器10存储的数据实时地发送到监控中心4。所述电源处理模块13接收供电系统I的电能，为监测终端3各模块供电。
[0014]所述监控中心4包括接收数据与进行数据预处理的工控机15、传输数据的无线通信模块16、数据存储、计算与发布的服务器17。所述工控机15接收来自3G通信模块11和无线视频传输模块14的数据，进行预处理后传送到服务器17，所述服务器17通过英特网以浏览器的形式发布监测区域的监测结果，用户可通过个人电脑或手持式移动设备进行查询。
[0015]本实用新型提供一种基于物联网技术的海洋生态环境动态监测系统，主要运用了物联网技术中的传感器技术、无线传感器网络技术、无线通信技术、互联网技术，实现海洋环境多要素数据指标监测的实时性、可靠性，提高监测系统的智能化程度和精确性，对防止海洋水污染、海洋养殖等具有巨大的实用性帮助。
【主权项】
1.一种基于物联网的海洋生态环境动态监测系统，其特征在于:包括供电系统(I)、数据采集子系统(2)、监测终端(3)、监控中心(4)，所述供电系统(I)包括太阳能采集转换装置(5)、蓄电模块(6)，为数据采集子系统(2)和监测终端(3)供电；所述数据采集子系统(2)为各种传感器节点(7)，各种传感器节点(7)形成汇聚节点(8)，通过无线传感器网络将采集到的环境数据传送到监测终端(3);所述监测终端(3)包括ZigBee通信模块(9)、数据采集器(10)、3G通信模块(11)、蓝牙模块(12)、电源处理模块(13)、无线视频传输模块(14);所述ZigBee通信模块(9)用来接收系统前端无线传感网络发送的水质监测数据，通过串口将采集的数据传输到数据采集器(10);所述数据采集器(10)可以完成对各数据发送与接收模块的控制以及通过与传感器的连接完成数据的采集;所述3G通信模块(11)和无线视频传输模块(14)将数据实时传送到监控中心(4);所述电源处理模块(13)接收来自供电系统(I)的电能;所述监控中心(4)包括工控机(15)、无线通信模块(16)、服务器(17);所述工控机(15)接收来自3G通信模块(11)和无线视频传输模块(14)的数据，进行预处理后传送到服务器(17)，所述服务器(17)通过英特网以浏览器的形式发布监测区域的监测结果。
【专利摘要】本实用新型提供一种基于物联网的海洋生态环境动态监测系统，包括采用无线传感器网络技术的数据采集子系统，通过物联网的无线网络通信技术实现监测数据的中转与传输的监测终端，和对监测数据进行存储、分析、发布的信息管理子系统。本实用新型运用物联网技术，将证据理论应用于海洋生态环境预警决策系统，实现了监测区环境要素的动态监测，对海洋生态环境保护，海洋生产养殖具有重要意义和实用价值。
【IPC分类】G01D21/02, G08C17/02
【公开号】CN205384046
【申请号】CN201520974306
【发明人】于淼, 孙红雨, 丁保全
【申请人】山东科技大学
【公开日】2016年7月13日
【申请日】2015年12月1日