专利名称：基于物联网的考古发掘现场监测动态监控平台的制作方法
技术领域：
本发明属计算机控制工程领域，涉及一种动态监测平台，尤其涉及一种基于物联网的考古发掘现场监测动态监控平台。
背景技术：
目前的考古发掘现场缺乏实时的无线监控系统，传统的有线联网方式是将多个传感器用线缆连接起来，通过使用有线网络将传感器采集的数据传至现场监测设备和远方终端，这样的方式存在以下几个缺点1)现场布线方式复杂、工作量大。若采用有线方式，则需要根据考古发掘现场的地势特点综合考虑布线方式，有线网络还会对发掘现场环境带来一定的损害。有线网络布线效率低、并且需要考虑的综合因素较多且复杂。2)部署成本高。布线时需要避开关键位置，使用大量信号及供电线缆。布线成本
尚ο幻有线网络适应能力差。考古发掘现场是一个动态的现场。与常规监控现场相比， 考古发掘现场的地形会随着发掘进度的不断开展而发生相应的变化，有线网络很难适应这种变化，且当环境发生变化时需要考虑网络拓扑结构并重新布线，人力物力投入很大。4)移动设备获取数据困难。有线网络获取现场数据时，需要在监控室的监控终端上获取数据。移动设备获取网络时很不方便。
发明内容
为了解决背景技术中的上述技术问题，本发明提供了一种布线方式简单、工作量小、部署成本低、适应能力强以及移动设备获取数据容易的基于物联网的考古发掘现场监测动态监控平台。本发明的技术解决方案是本发明提供了一种基于物联网的考古发掘现场监测动态监控平台，其特殊之处在于所述基于物联网的考古发掘现场监测动态监控平台包括考古发掘现场监测动态监控系统以及分别与考古发掘现场监测动态监控系统通过物联网相连的远程数据库服务器和本地数据库服务器。上述考古发掘现场监测动态监控系统包括用于传输监测数据的监测网关、以及传输控制信号的控制网关、用于对发掘遗址的气象及现场环境进行监测的监测系统、用于发出各种指令的控制系统以及用于探测发掘数据的探测系统；所述监测系统以及探测系统分别通过监测网关接入物联网；所述控制系统通过控制网关接入物联网；所述监测网关与控制网关相连。上述监测系统包括气象监测子系统以及环境监测子系统；所述气象监测子系统包括气象传感器组以及与气象传感器组无线通信方式相连接的气象中继节点；所述环境监测子系统包括环境监测传感器组以及与环境监测传感器组相连的环境监测中继节点；所述气象中继节点与环境监测中继节点分别以多跳的方式相互协作将数据传送至监测网关。
上述气象传感器组包括光照强度传感器、紫外线强度传感器、风速传感器、风向传感器、雨量传感器、温湿度传感器以及气压传感器。上述现场环境监测传感器组包括温湿度传感器、土壤温度传感器、土壤含水量传感器、二氧化碳传感器、二氧化硫传感器以及有机挥发物传感器；所述现场环境监测传感器组与现场环境监测中继节点通过星状、环状或网状拓扑结构相连接，连接方式为一对一，或
一对多。上述探测系统包括探测机器人以及与探测机器人相连的探测中继节点。本发明的优点是1、布线方式简单、工作量小。采用无线网络方式，仅需将无线传感器节点放置在监测位置即可，节点能够自动组成无线网络。受地势影响小，且无需考虑布线方式，对发掘现场环境无损害。网络部署效率高，考虑综合因素较少。2、部署成本低。无线网络采用无线节点自组网方式工作，没有线缆费用，且无线节点本身造价低廉。3、适应能力强。无线传感器网络能够很好的适应考古发掘现场的动态环境。当考古发掘现场发生变化时，无需重新部署网络，仅需在需要观测位置添加新节点即可。人力物力投入较少。4、移动设备获取数据容易。根据无线网络的特点，移动设备可以通过访问无线接入点或无线网络获取数据、或可以通过无线网络控制各种现场设备。5、网络寿命更长。本系统中采用基于D-S证据理论的数据融合算法来数据处理， 减小了网络的数据吞吐量，提升了网络通信质量，有效的延长了网络寿命。6、通信开销更小。各个节点之间采用元智公司自主研发的优化路由算法来组成网络，并通过节点间的相互协作将数据传给网关。减小了网络自组织过程中的通信开销，降低了整体网络能耗并有效的提高了网络链路质量。7、通信质量好。针对Zigbee中物理层采用的2. 4GHz的通信频率隔断穿透能力较差的问题，本系统中无线节点采用衍射性更好的433MHz频率进行通信，保证了良好的通信质量。
图1是本发明所提供的基于物联网的考古发掘现场监测动态监控平台的结构框架示意图。
具体实施例方式参见图1，本发明提供了一种基于物联网的考古发掘现场监测动态监控平台，该平台包括考古发掘现场监测动态监控系统以及分别与考古发掘现场监测动态监控系统通过物联网相连的远程数据库服务器和本地数据库服务器。考古发掘现场监测动态监控系统包括监测网关、控制网关、用于对发掘遗址的气象及现场环境进行监测的监测系统、用于发出各种指令的控制系统以及用于探测发掘数据的探测系统；监测系统、探测系统分别通过监测网关接入物联网；控制系统通过控制网关接入物联网；所述监测网关与控制网关相连。
系统包括监测系统、控制系统、探测系统，这些系统都是本领域所常用的各种系统。监测系统包括气象环境子系统和现场监测子系统。数据采集速率为10分钟/次。气象监测子系统气象站采用太阳能电池板供电方式，主要对发掘遗址的气象环境进行监测，监测项目包括风速传感器模块、风向传感器模块、雨量传感器模块、温湿度传感器模块、气压传感器模块、光照强度传感器模块和紫外线强度传感器模块。气象站与中继节点以无线通信方式相连接，中继节点以多跳的方式相互协作将数据传送至网关节点。网关节点将接收到的数据分发给物联网数据库、本地数据库和现场移动设备。环境监测子系统传感器节点采用蓄电池或锂电池供电方式，主要对发掘的现场环境进行监测，项目包括温湿度、土壤温度、土壤含水量、二氧化碳、二氧化硫及有机挥发物。多个传感器节点与中继节点以星状、环状或网状拓扑结构相连接，中继节点以多跳形式组成树状拓扑结构与网关相连接，向远程终端提供各类监测数据。系统为自组织网络，具有很强的可扩展性，网络需要扩展时，仅需将节点部署至相应位置即可，新加入的节点能够自动寻找现有通信网路。2.控制系统由移动设备或远程终端设备向网关发送控制指令。网关将控制指令发送至相应的控制中继，由控制中继节点完成相应的调控手段。3.探测系统由携带蓄电池和探测机器人和探测中继构成。探测机器人与探测中继有线相连，将探测数据以多跳方式发送至网关节点。
权利要求
1.一种基于物联网的考古发掘现场监测动态监控平台，其特征在于所述基于物联网的考古发掘现场监测动态监控平台包括考古发掘现场监测动态监控系统以及分别与考古发掘现场监测动态监控系统通过物联网相连的远程数据库服务器和本地数据库服务器。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的考古发掘现场监测动态监控平台，其特征在于所述考古发掘现场监测动态监控系统包括监测网关、控制网关、用于对发掘遗址的气象及现场环境进行监测的监测系统、用于发出各种指令的控制系统以及用于探测发掘数据的探测系统；所述监测系统以及探测系统分别通过监测网关接入物联网；所述控制系统通过控制网关接入物联网；所述监测网关与控制网关相连。
3.根据权利要求2所述的基于物联网的考古发掘现场监测动态监控平台，其特征在于所述监测系统包括气象监测子系统以及环境监测子系统；所述气象监测子系统包括气象传感器组以及与气象传感器组无线通信方式相连接的气象中继节点；所述环境监测子系统包括环境监测传感器组以及与环境监测传感器组相连的现场环境监测中继节点；所述气象中继节点与环境监测中继节点分别以多跳的方式相互协作将数据传送至监测网关。
4.根据权利要求3所述的基于物联网的考古发掘现场监测动态监控平台，其特征在于所述气象传感器组包括光照强度传感器、紫外线强度传感器、风速传感器、风向传感器、 雨量传感器、温湿度传感器以及气压传感器。
5.根据权利要求3所述的基于物联网的考古发掘现场监测动态监控平台，其特征在于所述现场环境监测传感器组包括温湿度传感器、土壤温度传感器、土壤含水量传感器、 二氧化碳传感器、二氧化硫传感器以及有机挥发物传感器；所述现场环境监测传感器组与现场环境监测中继节点通过星状、环状等网状拓扑结构相连接。
6.根据权利要求2或3或4或5所述的基于物联网的考古发掘现场监测动态监控平台，其特征在于所述探测系统包括探测机器人以及与探测机器人相连的探测中继节点。
全文摘要
本发明涉及一种基于物联网的考古发掘现场监测动态监控平台，该基于物联网的考古发掘现场监测动态监控平台包括考古发掘现场监测动态监控系统以及分别与考古发掘现场监测动态监控系统通过物联网相连的远程数据库服务器和本地数据库服务器。本发明提供了一种布线方式简单、工作量小、部署成本低、适应能力强以及移动设备获取数据容易的基于物联网的考古发掘现场监测动态监控平台。
文档编号H04L29/08GK102497413SQ201110406618
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者宋涛, 林树笋, 祁浩, 邓宏, 郑玉东 申请人:西安元智系统技术有限责任公司