针对海洋污染的环境智能实时监测系统技术方案

本发明专利技术提供了针对海洋污染的环境智能实时监测系统，该系统包括海洋污染监测模块、数据处理中心、传输模块、远程监控中心和电源模块；海洋污染监测模块用于采集影响海洋环境的各个参数的数据，数据处理中心与海洋污染监测模块相连接，用于对采集得到的数据进行处理从而根据处理后的数据对海洋环境情况进行评估，并通过传输模块将评估结果传输给远程监控中心，远程监控中心与水下机器人通信连接，用于存储接收到的数据并向数据处理中心下发各种控制信号，从而改变水下机器人的活动状态，电源模块用于保证整个系统的稳定供电。

【技术实现步骤摘要】
针对海洋污染的环境智能实时监测系统
本专利技术涉及海洋环境监控
，具体涉及针对海洋污染的环境智能实时监测系统。
技术介绍
海洋水质监测可以实现对海洋水质环境进行监测，这对于及早发现海洋污染并进行及时的处理和保护都有着重要的意义。现有海洋环境监测方式主要有现场人工采样、专用监测船或浮标原位监测的方式，这些方式存在着消耗大量劳动力、监测效率低和成本高等缺点，因此，开发一种能够实时有效的进行海洋水质环境监测系统对于环境保护和大范围的水质监测有着重要的研究价值。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供针对海洋污染的环境智能实时监测系统。本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：提供了针对海洋污染的环境智能实时监测系统，该系统包括海洋污染监测模块、数据处理中心、传输模块、远程监控中心和电源模块；海洋污染监测模块用于采集影响海洋环境的各个参数的数据，数据处理中心与海洋污染监测模块相连接，用于对采集得到的数据进行处理从而根据处理后的数据对海洋环境情况进行评估，并通过传输模块将评估结果传输给远程监控中心，远程监控中心与水下机器人通信连接，用于存储接收到的数据并向数据处理中心下发各种控制信号，从而改变水下机器人的活动状态，电源模块用于保证整个系统的稳定供电。优选地，所述传输模块中设置有串口通信芯片，连接所述的数据处理中心，并通过防水电缆连接远程监控中心。优选地，所述海洋污染监测模块包括汇聚节点和多个传感器节点，所述传感器节点包括用于监测水质情况的第一传感器组件和用于监测环境情况的第二传感器组件，所述第一传感器组件包括用于分别监测水质酸碱值、溶解氧和盐度的传感器，所述第二组传感器组件包括用于分别监测水温和叶绿素浓度的传感器。优选地，所述数据处理中心包括控制单元、数据预处理单元和分析评估单元；所述控制单元用于根据远程监控中心下发的各种控制指令控制水下机器人的活动状态；所述数据预处理单元用于对异常数据和缺失数据进行预处理；所述分析评估单元用于根据处理后的数据进行海洋环境的评估。本专利技术的有益效果为：结构简单，灵活方便，通过各模块之间的相互配合，能够实现对海洋水质环境的有效监测，并将监测结果传输给远程监控中心，保证了及时发现海洋水质污染从而提前处理。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海洋环境实时监测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数据处理中心的结构示意框图。附图标记：海洋污染监测模块1、数据处理中心2、传输模块3、远程监控中心4、电源模块5、控制单元10、数据预处理单元20、分析评估单元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针对海洋污染的环境智能实时监测系统，该系统包括海洋污染监测模块1、数据处理中心2、传输模块3、远程监控中心4和电源模块5；海洋污染监测模块1用于采集影响海洋环境的各个参数的数据，数据处理中心2与海洋污染监测模块1相连接，用于对采集得到的数据进行处理从而根据处理后的数据对海洋环境情况进行评估，并通过传输模块3将评估结果传输给远程监控中心4，远程监控中心4与水下机器人通信连接，用于存储接收到的数据并向数据处理中心2下发各种控制信号，从而改变水下机器人的活动状态，电源模块5用于保证整个系统的稳定供电。在一种可能实现的方式中，所述传输模块3中设置有串口通信芯片，连接所述的数据处理中心2，并通过防水电缆连接远程监控中心4。在一种可能实现的方式中，所述海洋污染监测模块1包括汇聚节点和多个传感器节点，汇聚节点将传感器节点采集的数据发送至数据处理中心2；将监测区域划分多个虚拟网格，并从每个虚拟网格中选取与虚拟网格中心点最近的传感器节点作为簇头节点；网络初始时，传感器节点基于选取出的簇头节点进行分簇，每个传感器节点选取最近的簇头节点加入；数据传输阶段，簇头节点收集簇内各传感器节点采集的数据，并将收集的数据传输至汇聚节点。所述传感器节点包括用于监测水质情况的第一传感器组件和用于监测环境情况的第二传感器组件，所述第一传感器组件包括用于分别监测水质酸碱值、溶解氧和盐度的传感器，所述第二组传感器组件包括用于分别监测水温和叶绿素浓度的传感器。在一种可能实现的方式中，如图2所示，所述数据处理中心2包括控制单元10、数据预处理单元20和分析评估单元30；所述控制单元10用于根据远程监控中心4下发的各种控制指令控制水下机器人的活动状态；所述数据预处理单元20用于对异常数据和缺失数据进行预处理；所述分析评估单元30用于根据处理后的数据进行海洋环境的评估。本专利技术上述实施例设置的针对海洋污染的环境智能实时监测系统结构简单，灵活方便，通过各模块之间的相互配合，能够实现对海洋水质环境的有效监测，并将监测结果传输给远程监控中心4，保证了及时发现海洋水质污染从而提前处理。在一个实施例中，簇头节点将收集的数据传输至汇聚节点，包括：(1)簇头节点按照设定的周期根据当前剩余能量周期性地调节自己的通信距离；(2)簇头节点根据调节的通信距离判断自身是否满足直接通信条件，若簇头节点满足直接通信条件，簇头节点与汇聚节点直接通信，将收集的数据直接传输至汇聚节点；若不满直接通信条件，簇头节点与汇聚节点间接通信，将收集的数据经过多跳传输的方式发送至汇聚节点，其中簇头节点在距离汇聚节点更近的其他簇头节点中选择最近的簇头节点作为下一跳节点，将收集的数据发送至该下一跳节点。在一个实施例中，各簇头节点可在[Hmin,Hmax]的范围内调节自身的通信距离，其中Hmin为簇头节点可调节的最小通信距离，Hmax为簇头节点可调节的最大通信距离，初始时各簇头节点的通信距离调节为Hmin；簇头节点按照设定的周期根据当前剩余能量周期性地调节自己的通信距离，具体为：(1)簇头节点按照设定的周期周期性地按照下列公式计算通信距离阈值：式中，Hi(t)为簇头节点i在第t个周期设定的通信距离阈值，Pi(t)为簇头节点i在第t个周期计算通信距离阈值时的当前剩余能量，Pi0为簇头节点i的初始能量，R为预设的调节因子，R的取值范围为(1,1.2]；(2)设簇头节点i与其簇内传感器节点的最远距离为若簇头节点将自己的通信距离调节为Hi(t)；若簇头节点将自己的通信距离调节为并不再周期性地调节自己的通信距离。本实施例提出了通信距离的调节机制，簇头节点根据该调节机制周期性地调节自己的通信距离。通过该调节机制可知，簇头节点随着能耗的增加逐渐减小自己的通信距离，当簇头节点i的通信距离减小至时，停止通信距离的调节，从而始终保持通信距离为保障簇头节点的数据收集性能。由于簇头节点根据调节的通信距离确定与汇聚节点的路由方式，本实施例能够使得簇头节点在能量较低的时候避免与汇聚节点直接通信，而是在距离汇聚节点更近的其他簇头节点中选择最近的簇头节点作为下一跳节点，这样有利于降低簇头节点发送数据的能耗，进一步保障无线传感器网络的稳定性。所述直接通信条件为：式中，Z(i,C)为簇头节点i到汇聚节点的距离，Hi为簇头节点i的当前通信距离，为与簇头节点i距离最近的簇头节点，为与簇头节点i距离次近的簇头节点，为所述最近的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.针对海洋污染的环境智能实时监测系统，其特征是，包括海洋污染监测模块、数据处理中心、传输模块、远程监控中心和电源模块；海洋污染监测模块用于采集影响海洋环境的各个参数的数据，数据处理中心与海洋污染监测模块相连接，用于对采集得到的数据进行处理从而根据处理后的数据对海洋环境情况进行评估，并通过传输模块将评估结果传输给远程监控中心；远程监控中心与水下机器人通信连接，用于存储接收到的数据并向数据处理中心下发各种控制信号，从而改变水下机器人的活动状态，电源模块用于保证整个系统的稳定供电。

【技术特征摘要】
1.针对海洋污染的环境智能实时监测系统，其特征是，包括海洋污染监测模块、数据处理中心、传输模块、远程监控中心和电源模块；海洋污染监测模块用于采集影响海洋环境的各个参数的数据，数据处理中心与海洋污染监测模块相连接，用于对采集得到的数据进行处理从而根据处理后的数据对海洋环境情况进行评估，并通过传输模块将评估结果传输给远程监控中心；远程监控中心与水下机器人通信连接，用于存储接收到的数据并向数据处理中心下发各种控制信号，从而改变水下机器人的活动状态，电源模块用于保证整个系统的稳定供电。2.根据权利要求1所述的针对海洋污染的环境智能实时监测系统，其特征是，所述传输模块中设置有串口通信芯片，连接所述的数据处理中心，并通过防水电缆连接远程监控中心。3.根据权利要求1所述的针对海洋污染的环境智能实时监测系统，其特征是，所述海洋污染监测模块包括汇聚节点和多个传感器节点，汇聚节点将传感器节点采集的数据发送至数据处理中心；将监测区域划分多个虚拟网格，并从每个虚拟网格中选取与虚拟网格中心点最近的传感器节点作为簇头节点；网络初始时，传感器节点基于选取出的簇头节点进行分簇，每个传感器节点选取最近的簇头节点加入；数据传输阶段，簇头节点收集簇内各传感器节点采集的数据，并将收集的数据传输至汇聚节点。4.根据权利要求1-3任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：广州一源贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44