气象信息可视化系统技术方案

本发明专利技术提供了气象信息可视化系统，该系统包括气象信息获取装置和设置于气象监测站的可视化装置；气象信息获取装置被配置为采集海洋监测区域内的气象信息，气象信息获取装置包括由汇聚节点和多个部署于该监测区域内的无线传感器节点构建的无线传感器网络，无线传感器节点采集所在监测位置的气象信息，汇聚节点主要被配置为汇聚各无线传感器节点采集的气象信息，并发送至所述可视化装置进行存储和显示。

【技术实现步骤摘要】
气象信息可视化系统
本专利技术涉及海洋环境监控
，具体涉及气象信息可视化系统。
技术介绍
海洋与空气之间的气体交换(其中最主要的有水汽、二氧化碳和甲烷)对气候的变化和发展有极大的影响，由于海洋的气象信息对周围居民生活、渔业劳作及附近工业发展有很大影响，需要对海洋气象进行及时、准确的监测以及显示监测结果。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供气象信息可视化系统。本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：提供了气象信息可视化系统，该系统包括气象信息获取装置和设置于气象监测站的可视化装置；气象信息获取装置被配置为采集海洋监测区域内的气象信息，气象信息获取装置包括由汇聚节点和多个部署于该监测区域内的无线传感器节点构建的无线传感器网络，无线传感器节点采集所在监测位置的气象信息，汇聚节点主要被配置为汇聚各无线传感器节点采集的气象信息，并发送至所述可视化装置进行存储和显示。其中，无线传感器节点模型采用布尔感知模型，无线传感器节点感知半径异构，任意无线传感器节点的感知半径在[Cmin,Cmax]范围内，其中Cmax和Cmin分为无线传感器节点感知半径的上下限。所述海洋监测区域为三维应用场景下的大小为U的区域，部署时设置任意相邻两个无线传感器节点i,j之间的距离小于对应设定的距离上限Vy(i,j)。其中，与汇聚节点距离小于设定的距离下限Vmin的无线传感器节点具有移动功能，为可移动无线传感器节点；汇聚节点定期向网络内各无线传感器节点发送能量收集消息，各无线传感器节点在接收到所述能量收集消息后将自身的当前剩余能量信息发送至汇聚节点，汇聚节点对各可移动无线传感器节点进行能量检测，当任意可移动无线传感器节点的当前剩余能量满足设定的能量条件时，汇聚节点向该可移动无线传感器节点发送移动消息，所述移动消息包括移动距离阈值，接收到该移动消息的可移动无线传感器节点将向远离汇聚节点的方向移动，移动的距离等于该移动距离阈值。在一种实施方式中，无线传感器节点设有传感器模块，传感器模块包括温度传感器、海流测量仪、压力测试仪、声学式测试仪和太阳辐射传感器中的一种或多种。在一种实施方式中，所述可视化装置包括被配置为存储各无线传感器节点采集的气象信息的存储模块，以及被配置为显示各无线传感器节点采集的气象信息的可视化模块。进一步地，所述可视化装置还包括分析预警模块，被配置为对气象信息进行分析，在气象信息不符合设定的阈值条件时输出报警信息。本专利技术的有益效果为：利用无线传感器网络技术，可以对临近内陆的海洋区域进行重点监测，特别是对于户外捕鱼、帆船运动的路线上，可以根据需求设置无线传感器节点，提高海上劳作和旅行的安全性；本专利技术能完成气象信息的实时采集和发布。附图说明利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是本专利技术一个示例性实施例的气象信息可视化系统的结构示意框图；图2是本专利技术一个示例性实施例的可视化装置的结构示意框图。附图标记：气象信息获取装置1、可视化装置2、存储模块10、可视化模块20、分析预警模块30。具体实施方式结合以下实施例对本专利技术作进一步描述。参见图1，本专利技术实施例提供了气象信息可视化系统，该系统包括气象信息获取装置1和设置于气象监测站的可视化装置2；气象信息获取装置1被配置为采集海洋监测区域内的气象信息，气象信息获取装置1包括由汇聚节点和多个部署于该监测区域内的无线传感器节点构建的无线传感器网络，无线传感器节点采集所在监测位置的气象信息，汇聚节点主要被配置为汇聚各无线传感器节点采集的气象信息，并发送至所述可视化装置2进行存储和显示。在一种实施方式中，无线传感器节点设有传感器模块，传感器模块包括温度传感器、海流测量仪、压力测试仪、声学式测试仪和太阳辐射传感器中的一种或多种。在一种实施方式中，如图2所示，所述可视化装置2包括被配置为存储各无线传感器节点采集的气象信息的存储模块10，以及被配置为显示各无线传感器节点采集的气象信息的可视化模块20。进一步地，所述可视化装置2还包括分析预警模块30，被配置为对气象信息进行分析，在气象信息不符合设定的阈值条件时输出报警信息。所述的输出报警信息，包括向设定的用户终端输出报警信息，和/或向可视化模块20输出报警信息。其中阈值条件的设定，可以根据实际情况进行设置。在一种实施方式中，可针对不同气象信息设置不同的标准阈值，当气象信息超出对应的标准阈值判定该气象信息为异常，进而输出报警信息。其中，该报警信息可包括异常的气象信息，和/或异常的气象信息产生的位置。本专利技术利用无线传感器网络技术，可以对临近内陆的海洋区域进行重点监测，特别是对于户外捕鱼、帆船运动的路线上，可以根据需求设置无线传感器节点，提高海上劳作和旅行的安全性；本专利技术能完成气象信息的实时采集和发布。在一种能够实施的方式中，无线传感器节点模型采用布尔感知模型，无线传感器节点感知半径异构，任意无线传感器节点的感知半径在[Cmin,Cmax]范围内，其中Cmax和Cmin分为无线传感器节点感知半径的上下限；所述海洋监测区域为三维应用场景下的大小为U的区域，部署时设置任意相邻两个无线传感器节点i,j之间的距离小于对应设定的距离上限Vy(i,j)，Vy(i,j)按照下列公式进行设定：当时，当时，式中，Cx为网络中第x个无线传感器节点的感知半径，L为网络中部署的无线传感器节点数量。本实施例通过设定任意相邻两个无线传感器节点之间的距离上限Vmax，以控制两个相邻无线传感器节点之间感知范围的重叠度，能够使得相邻两个无线传感器节点之间的感知范围的重叠处于较为合理的水平，有利于避免无线传感器节点之间由于距离过远而不能实现较高的覆盖率。在一个实施例中，与汇聚节点距离小于设定的距离下限Vmin的无线传感器节点具有移动功能，为可移动无线传感器节点；汇聚节点定期向网络内各无线传感器节点发送能量收集消息，各无线传感器节点在接收到所述能量收集消息后将自身的当前剩余能量信息发送至汇聚节点，汇聚节点对各可移动无线传感器节点进行能量检测，当任意可移动无线传感器节点的当前剩余能量满足设定的能量条件时，汇聚节点向该可移动无线传感器节点发送移动消息，所述移动消息包括移动距离阈值，接收到该移动消息的可移动无线传感器节点将向远离汇聚节点的方向移动，移动的距离等于该移动距离阈值。在一种实施方式中，设定可移动无线传感器节点移动的总距离不能超过预设的最长移动距离Vf。在一种实施方式中，所述能量条件设定为：式中，Z0为可移动无线传感器节点h的当前剩余能量，Z0为设定的移动单位距离能耗，Py为预设的移动次数阈值，Zx为网络中第x个无线传感器节点的当前剩余能量，L为网络中部署的无线传感器节点数量。在一个实施例中，设定移动距离阈值为：式中，Vf(h)为可移动无线传感器节点h向远离汇聚节点的方向移动时对应的移动距离阈值，C0为所述可移动无线传感器节点h的感知半径，V(h,o)为所述可移动无线传感器节点h与汇聚节点的欧式距离。本实施例提出了移动距离阈值的具体计算公式，该计算公式根据可移动无线传感器节点的感知半径以及与汇聚节点的距离进行移动距离阈值的计算。通过该计算公式设定移动距离阈值，相比于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.气象信息可视化系统，其特征是，包括气象信息获取装置和设置于气象监测站的可视化装置；气象信息获取装置被配置为采集海洋监测区域内的气象信息，气象信息获取装置包括由汇聚节点和多个部署于该监测区域内的无线传感器节点构建的无线传感器网络，无线传感器节点采集所在监测位置的气象信息，汇聚节点主要被配置为汇聚各无线传感器节点采集的气象信息，并发送至所述可视化装置进行存储和显示。

【技术特征摘要】
1.气象信息可视化系统，其特征是，包括气象信息获取装置和设置于气象监测站的可视化装置；气象信息获取装置被配置为采集海洋监测区域内的气象信息，气象信息获取装置包括由汇聚节点和多个部署于该监测区域内的无线传感器节点构建的无线传感器网络，无线传感器节点采集所在监测位置的气象信息，汇聚节点主要被配置为汇聚各无线传感器节点采集的气象信息，并发送至所述可视化装置进行存储和显示。2.根据权利要求1所述的气象信息可视化系统，其特征是，无线传感器节点设有传感器模块，传感器模块包括温度传感器、海流测量仪、压力测试仪、声学式测试仪和太阳辐射传感器中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的气象信息可视化系统，其特征是，所述可视化装置包括被配置为存储各无线传感器节点采集的气象信息的存储模块，以及被配置为显示各无线传感器节点采集的气象信息的可视化模块。4.根据权利要求3所述的气象信息可视化系统，其特征是，所述可视化装置还包括分析预警模块，被配置为对气象信息进行分析，在气象信息不符合设定的阈值条件时输出报警信息。5.根据权利要求1所述的气象信息可视化系统，其特征是，无线传感器节点模型采用布尔感知模型，...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：东莞方凡智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44