一种基于网络的环境照度监测系统的制作方法

本发明属于环境监测技术领域，具体涉及一种基于网络的环境照度监测

背景技术：

环境是人类生存的基础，而在各种环境因素中，照度与人们的生活有着极其密切的关系。充足的光照，可防止意外事故的发生；反之，过暗的光线容易引起疲劳和疏忽。在工农业生产中，光照度是衡量生产环境的一个重要指标。例如，在农业生产上，使用照度计测量太阳辐射的光照度，可以直接反映作物生长与光照度的关系，准确把握光照强度和光照时间是保障作物增产增收的关键。可见，准确地测量光照强度在生产生活中非常重要。

目前，对于环境照度信息的采集往往采用人工单点实测的方式，这种采集方式自动化程度低、操作复杂、采集的范围小，且不方便数据传输与应用。该方式已经不能满足当前对环境照度大范围测量和照度信息准确性、集中性的要求。因此建立分布式系统，对照度信息进行集中性存储与处理很有必要。

本发明专利的目的在于提供一种基于网络的环境照度监测系统，使监测中心在实时收集各地环境照度数据的基础上提供基于网络的环境照度信息显示，有权限的监测用户可以从与网络相连的计算机上登录，查询环境照度信息和进行用户信息管理，从而实现了照度信息的集中管理与网络共享。有权限的监测用户能够及时地了解当前环境照度情况以及查询各地环境照度历史数值。

本发明专利的技术方案是：

一种基于网络的环境照度监测系统，主要由环境照度采集终端1、监测中心2和监测用户端3组成，其特征在于，所述环境照度采集终端主要包括照度采集模块5和网络传输模块4，照度采集模块5又包括照度传感电路10、A/D转换电路11和微处理器12。

所述监测中心包括Web应用模块7、网络通信模块9和数据库8，监测中心通过网络通信模块与环境照度采集终端和监测用户端进行网络连接。

本发明专利的工作原理是：

本基于网络的环境照度监测系统中，环境照度采集终端、监测中心和监测用户端之间通过Internet网络实现信息的互通。各环境照度采集终端实时地采集环境照度信息并通过网络传输模块将照度信息发送到监测中心，监测中心接收数据后将数据保存于数据库中，同时以网页的形式向有权限的用户提供信息查询功能。

环境照度采集终端被安装各被监测处户外的开阔处，它的核心部分是硅光电池照度传感电路。照度传感电路进行光电转换，把当前的光照度转换成电压信号后通过A/D转换电路以数字的形式输入到微处理器，微处理器根据环境照度与电压信号的映射关系将电压转换成相应的照度值再通过网络传输模块把照度信息发送给监测中心。其中，照度信息包括采集时间、采集地点以及照度值。

监测中心包括Web应用模块、网络通信模块和数据库。本发明专利环境照度监测系统中监测中心的网络通信模块与照度采集终端、监测用户端建立通信通道并进行信息的双向通信。监测中心将来自采集终端的照度信息保存到数据库中，同时监测中心的Web应用模块定期对数据库中照度信息进行处理。Web应用模块定期对数据进行预处理，将数据分别保存在不同的照度表中。照度表包括 照度日表、照度年表、照度月表、照度平均值表、照度最小值表和照度最大值表。当用户进行照度查询时，监测中心通过查询数据库向通过浏览器登录的有权限的用户提供各地环境照度信息查询服务。

为安全和有效地对系统进行管理，本发明专利还需要对用户进行管理，包括用户基本信息管理和权限管理两部分。用户基本信息管理主要包括用户编号、账号和密码等，监测系统利用上述信息能够对用户登录进行认证；用户权限管理包括用户类型和用户查询区域，用户类型用于区别公共用户权限和专业用户权限。用户查询区域分为两部分，一部分为公共区域，另一部分为特定区域。公共用户只能查询公共区域的环境照度信息，专业用户还可以查询特定区域的照度信息。本系统还设有管理员角色，管理员拥有最高权限，不仅可以查询全部区域的环境照度信息，而且可以添加或是删除其他用户账号，还可以对专业用户所查询的特定区域进行修改。

本发明专利的优点是：

1、本发明专利操作简单，成本低，采用分布式结构、可以快速访问以及多用户使用。

2、本发明专利的监测用户端通过浏览器登录服务器，接入容易、操作简便。

3、本发明专利具有很好的灵活性，可以实现多点照度采集，为专业用户提供相关服务。

4、本发明专利采用分布式系统，具有很好的可扩展性，可以根据需求动态地增加、减少采集点或者调整采集点的位置。

5、本发明专利的每一个照度采集终端都是独立的，监测中心只有一个，照度信息管理具有集中性。

下面结合附图及实施例对本发明专利作进一步描述：

图1为本发明专利基于网络的环境照度监测系统结构示意图。

图2为本发明专利基于网络的环境照度监测系统环境照度采集终端的结构示意图。

如图1所示，本发明专利基于网络的环境照度监测系统，主要由环境照度采集终端1、监测中心2和监测用户端3组成，监测中心和环境照度采集终端、监测用户端之间通过由Internet网络组成的通信网络实现信息的双向通信。监测用户端3是具有Internet网络接入能力的计算机，有权限的用户利用其通过浏览器登录监测中心的信息查询网页，对各地区的环境照度信息进行查询。监测中心2是本发明专利环境照度监测系统的核心，它周期性地收集各地区环境照度采集终端发来的照度信息，对信息进行处理和存储，通过内部的网络通信模块与监测用户端3连通，使用户能够通过监测用户端访问，为用户提供照度信息查询服务，将各地区的环境照度信息以网页的形式呈现给登录用户，方便用户的使用。环境照度采集终端用于周期性地采集各地的环境照度信息并将采集到的照度信息发送给监测中心。

监测中心2包括Web应用模块7、网络通信模块9和数据库8。网络通信模块9采用socket接口与监测用户端和照度采集终端连通，通过TCP/IP协议进行信息的双向通信。监测中心采用数据库对数据进行管理，在本发明专利环境照度监测系统运行中，数据库可采用MySQL。监测中心对采集到的照度信息进行存储和处理。先将采集到的数据保存到照度表中，然后根据照度信息中的采集时 间、照度值和采集地区的同一性，定期对这些数据进行处理。建立照度日表、照度最值表和照度平均值表用来分别保存定期处理后的数据。其中，照度日表用于保存各地每日的照度信息，并每天对每日的照度信息进行处理求出平均值，将平均值数据保存到照度平均值中。同时找出第一天的照度最值(最值包括最大值和最小值)将数据分别保存到照度最大值和最小值表中。为了减轻用户查询照度信息时服务器工作的量，监测中心对照度信息进行预处理。监测中心每隔一月就会对一月内的日平均值进行汇总并保存到服度月表，同样的方法建立照度年表，将相应的月平均照度信息保存到照度年表当用户进行照度变化曲线查询时，Web应用模块查询数据表后，可以根据要求将数据表中的数据分别以小时、日、月为横坐标，照度为纵坐标，绘制成曲线图并在监测用户端呈现给用户，让用户能够直观地了解各地的环境照度变化情况。

如图2所示，环境照度采集终端主要包括照度传感电路10、A/D转换电路11、微处理器12和网络传输模块4。照度传感电路能够进行光电转换，将当前的环境照度转换成电压信号。照度传感电路产生的电压经A/D转换电路11输入到微处理器12。微处理器12根据照度跟电压的映射关系，将电压值转换成相应的环境照度值。微处理器12通过网络传输模块4与监测中心进行信息的双向通信。

为了提高采集照度信息的准确性，传感电压与照度值之间的映射关系需要进行标定。在相同的光照条件下，分别用照度计和电压表测照度值和电压值，取不同光照强度下的二十组数据并记录。根据最小二乘法的优化原理对这些数据进行线性拟合，确定传感电压与照度值映射模型。

本发明专利环境照度监测系统开始工作后，环境照度采集端周期性地采集当前环境照度信息，作为优选，该周期选定为1分钟。每隔1分钟，环境照度采集终端便会向监测中心传输一次当前照度信息。监测中心将采集到的照度信息保存到数据库中，定期对这些数据进行处理。

本发明专利环境照度监测系统运行后，管理员登录系统对用户账号进行管理。根据用户的需求，管理员可以添加或删除一些专业用户的账号或者修改已有专业用户的权限。系统中公共用户公用一个公共账号，该账号信息不能被修改，其权限是固定的。监测用户端通过网络通信模块的通信接口跟监测中心进行身份认证，身份认证确认后建立双向通信通道。在监测用户端的登录界面输入正确的用户名跟密码就可以进入系统操作页面，如果输入有误，系统就会提示“用户名或密码错误“，并返回登录页面。

登录成功后，有权限的用户便会进入系统主界面。这时用户可以查询自己权限内的地区环境照度信息，并且专业的用户还可以选择对自己的个人信息进行修改。用户所查询的地区环境照度信息包括该地区某时段环境照度的最大值和最小值以及相应的采集时间、某时段环境照度的平均值以及某年某月某日的照度曲线图。例如用户的权限包括杭州的江干区，那么该用户可以查询江干区当前的环境照度值，历史上的某一日的环境照度平均值，那一日环境照度的最大值和最小值以及相应的采集时间。同时用户还可以查询历史上某一日、某一月或某一年的环境照度变化曲线。在权限范围内，该查询区域内的当前照度信息每过1分钟就会自动更新，同时用户也可以通过手动点击页面上的立即更新按钮的方式立即更新。监测中心在用户的远程操作下，查询数据库的相应数据并在监测用户端网页上以表格或是图形的形式呈现给用户。

以上所述仅为本发明专利的较佳实施例。