谈传感基于物联网海洋环境监测系统和运用学术

摘要：近年来，随着我国对海洋的开发与利用，海洋环境污染逐渐加剧，海洋自然灾害时有发生，对海洋生态环境造成了严重影响，并带来了巨大的经济损失和社会影响，由此保护海洋环境刻不容缓。保护海洋环境的重要环节就是海洋环境的监测，海洋环境监测的技术水平和能力直接影响着海洋资源开发和海洋环境保护的程度和效果。本论文以物联网技术为基础，探讨和设计了基于物联网的海洋环境监测系统，实现智能监测海洋环境，达到了海洋环境监测的测量参数综合化、系统模块化、数据传输实时化、监测怎么写作一体化的目标。本论文以海洋环境智能监测的实际需求与进展走势为基础，明确系统需实现的功能，以监测数据的传输、集成、数据库管理、数据浅析评价等为探讨内容，以构建切实可行的海洋环境监测系统为探讨目标，设计了基于物联网的海洋环境监测系统。其中包括海洋环境监测的数据采集子系统、数据监测终端、信息管理子系统。数据采集子系统部分主要通过在监测区域内布置大量的传感器节点，通过无线通信方式形成一个多跳的自组织的网络系统。采取ZigBee无线通讯方式将采集的海洋环境要素数据发送到数据监测终端，数据监测终端通过3G通信方式将监测数据实时的传送到监控中心。在采集海洋环境要素数据的同时还采取视频监控措施，以便更好的实现对监测区域全面的管理，视频数据通过无线微波通信方式发送到监控中心。监控中心的信息管理子系统以地理信息系统（GIS）的可视化功能为基础，通过数据仓库完成监测数据及计算数据的管理工作。运用VC++6.0进行可视化界面的编程；利用ADO（ActiveX Data Objects）控件连接数据库并对其中的数据进行调用；采取MATLAB作为计算引擎对各种浅析和预警模型进行数值计算。将软件混合编程技术运用到海洋环境监测的信息管理子系统开发中,实现监测信息的在线管理与预警信息的发布、查询、浅析等功能。最后，本论文探讨了基于聚类浅析的数据挖掘算法在水质数据处理方面的运用。传统的模糊C均值(FCM)聚类策略是一种局部寻优算法，有着对初始化敏感和难以获得全局最优解的缺陷。遗传算法对数据处理可得到优化不足的全局近似最优解。由此结合两者提出了空间向量遗传聚类浅析策略处理海洋环境监测数据并建立水质评估模型。该策略对海量数据处理时既可大大减少数据处理量，又能得到科学合理的处理结果。在运用遗传聚类浅析策略对海洋环境监测数据处理历程中取得了很好的效果。论文探讨的成果将对今后进一步探讨和开发海洋环境智能监测与灾害预警系统有着重要的参考价值。能够为我国海洋管理部门进行海洋环境的综合管理与合理开发海洋资源提供技术支持。关键词：物联网论文海洋环境监测论文无线传感网络论文3G论文遗传聚类论文

摘要4-6

ABSTRACT6-8

目录8-10

第一章 绪论10-15

1.1 探讨背景和作用10-11

1.2 海洋环境监测的探讨近况11-13

1.2.1 国外探讨近况11-12

1.2.2 国内探讨近况12-13

1.3 论文的主要探讨内容13-15

第二章 海洋环境监测系统的总体思路及技术15-21

2.1 海洋环境监测系统的总体架构15-16

2.2 海洋环境监测系统的实现思想16-17

2.3 海洋环境监测系统的传感器技术17-18

2.3.1 传感器的定义与分类17

2.3.2 传感器的运用17-18

2.4 海洋环境监测系统的通信技术18-19

2.4.1 3G 通信技术18-19

2.4.2 ZigBee 通信技术19

2.5 海洋环境监测系统实现的目标与功能19-20

2.6 本章小结20-21

第三章 海洋环境监测系统的数据采集子系统21-26

3.1 传感器节点的结构设计21-22

3.2 传感器节点硬件设计22-23

3.3 传感器网络节点电源23-24

3.4 传感器网络节点工作流程24-25

3.5 本章小结25-26

第四章 海洋环境监测系统的监测终端设计26-33

4.1 监测终端的功能及结构设计26-27

4.2 监测终端的硬件模块27-30

4.2.1 数据采集器27-28

4.2.2 3G 通信模块28-29

4.2.3 ZigBee 通信模块29

4.2.4无线视频传输模块29-30

4.3 监测终端与传感器的连接30-32

4.4 本章小结32-33

第五章 海洋环境监测的信息管理子系统33-47

5.1 信息管理子系统的架构设计34-36

5.2 信息管理子系统的数据库设计36-40

5.2.1 存储海洋环境要素的数据库表的联系和功能36-37

5.2.2 主要监测要素的数据库表结构设计37-39

5.2.3 数据库安全39-40

5.3 信息管理子系统功能模块设计及实现40-46

5.3.1 GIS 模块40

5.3.2 系统管理模块40-42

5.3.3 数据管理模块42

5.3.4 水质浅析模块42-45

5.3.5 预警处理模块45-46

5.3.6 数据产品模块46

5.4 本章小结46-47

第六章 海洋环境监测系统的实验测试47-55

6.1 传感器数据采集的测试47-49

6.2 无线视频传输测试49-50

6.3 系统监测数据的实验浅析50-54

6.3.1 对某一时段内不同监测点数据的聚类浅析51-52

6.3.2 对不同时段监测点数据的浅析52-53

6.3.3 实验浅析结果53-54

6.4 本章小结54-55

第七章 总结与展望55-57

7.1 总结55

7.2 展望55-57