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基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的古樹(shù)名木環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

 東西二王 2016-06-02

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的古樹(shù)名木環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

2016-05-31 19:16

尹小俊,顏建輝,吳允平

(福建師范大學(xué) 光電與信息工程學(xué)院,福建 福州 350007)

摘要: 針對(duì)園林試驗(yàn)區(qū)對(duì)古樹(shù)名木生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)的應(yīng)用需求,設(shè)計(jì)一套基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的植物生長(zhǎng)環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),主要由傳感終端節(jié)點(diǎn)、集中器、監(jiān)控中心組成。 向微環(huán)境區(qū)內(nèi)不同位置布放多個(gè)傳感終端節(jié)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域環(huán)境數(shù)據(jù)(空氣溫濕度、大氣壓強(qiáng)、海拔高度、光照度)實(shí)時(shí)采集,使用ZigBee組網(wǎng)無(wú)線(xiàn)傳輸至集 中器,生成協(xié)議數(shù)據(jù)包,通過(guò)GPRS無(wú)線(xiàn)傳輸至監(jiān)控中心,進(jìn)行存儲(chǔ)、挖掘和可視化處理,實(shí)現(xiàn)對(duì)古樹(shù)名木生長(zhǎng)環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),推進(jìn)了植被生長(zhǎng)特征的研究。系統(tǒng) 克服原有人工測(cè)量多樣環(huán)境參數(shù)的局限性,將傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方式由有線(xiàn)改變?yōu)闊o(wú)線(xiàn),既節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本,又提高工作效率,滿(mǎn)足植被環(huán)境監(jiān)測(cè)基本業(yè)務(wù)需求。

0引言

古 樹(shù)名木是個(gè)基因庫(kù),也是研究自然史的重要資料,更是一種吉祥的象征。它不可再生,也不可永生[1]。近年來(lái),隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,為滿(mǎn)足商業(yè)、醫(yī)藥等 應(yīng)用需求,許多野外名貴植物急劇減少,有的甚至瀕臨滅絕。為此,各地根據(jù)地理氣候環(huán)境特征,興建許多林木覆蓋率較高的園林,引進(jìn)一定類(lèi)別的名貴植被物種, 精心栽植并人工構(gòu)建適合其生長(zhǎng)的生態(tài)環(huán)境,為培育這些植物做出大量研究,挽救了一些瀕臨滅絕的珍貴樹(shù)種。

眾所周知,生態(tài)環(huán)境對(duì)植物的存活、 生長(zhǎng)發(fā)育有著極其重要的影響。為了解植被生長(zhǎng)過(guò)程中的環(huán)境信息,以往研究人員通常采用人工標(biāo)定測(cè)量、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定記錄等監(jiān)測(cè)手段,獲取信息還需經(jīng)過(guò)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的 手動(dòng)檔案管理工作,存在操作局限性。隨著科技水平的不斷提高,逐步開(kāi)始采用多以RS485為主的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。韓慧[2]使用總線(xiàn)式RS485通信網(wǎng) 絡(luò),搭建主從式分布結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)采集與有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸。楊靖等人[3]針對(duì)溫室環(huán)境應(yīng)用需求,通過(guò)NRF無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù),設(shè)計(jì)出基于 RS485總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng),完成了多點(diǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)的測(cè)量與短距離無(wú)線(xiàn)傳輸。此類(lèi)系統(tǒng)多為終端設(shè)備采集數(shù)據(jù),經(jīng)RS485總線(xiàn)傳輸至上端監(jiān)控主機(jī), 但布線(xiàn)復(fù)雜、施工周期長(zhǎng)、線(xiàn)路易老化,進(jìn)而將導(dǎo)致成本高等一系列問(wèn)題,存在應(yīng)用局限性。

近年來(lái),以物聯(lián)網(wǎng)為理念的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)使得環(huán)境監(jiān) 測(cè)領(lǐng)域快速發(fā)展。劉民靜[4]分析了植被生長(zhǎng)過(guò)程中關(guān)鍵環(huán)境因素,提出無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)的應(yīng)用情景。韓英梅[5]根據(jù)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)技術(shù)開(kāi)發(fā)出可改變蔬菜生長(zhǎng)環(huán)境因 子、調(diào)節(jié)生長(zhǎng)周期的冬季蔬菜生產(chǎn)環(huán)境測(cè)控系統(tǒng)。孫玉文[6]則根據(jù)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田環(huán)境特征,分析多個(gè)節(jié)點(diǎn)有效區(qū)域網(wǎng)絡(luò)性能情況,延長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)生命周 期,提高傳感設(shè)備的實(shí)用性。薛衛(wèi)強(qiáng)[7]以物聯(lián)網(wǎng)三層架構(gòu)為基礎(chǔ),利用ZigBee傳感設(shè)備設(shè)計(jì)了基于物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了環(huán)境數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集 與監(jiān)測(cè)。

通過(guò)比較可發(fā)現(xiàn),各類(lèi)逐漸普及應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)普遍具有以下幾個(gè)特點(diǎn):

(1)監(jiān)測(cè)設(shè)備不會(huì)對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成破壞,外觀形狀具有體積小、易安裝的特點(diǎn);

(2)傳感節(jié)點(diǎn)間互不干擾,各自獨(dú)立采集監(jiān)測(cè)區(qū)域環(huán)境參數(shù),統(tǒng)一向網(wǎng)關(guān)傳輸數(shù)據(jù);

(3)傳感節(jié)點(diǎn)對(duì)布放區(qū)域生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確,以保證其有效性。

然 而,為適應(yīng)不同環(huán)境的應(yīng)用場(chǎng)景,對(duì)現(xiàn)有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制與監(jiān)測(cè)參數(shù)多樣化提出了更具體的應(yīng)用需求。現(xiàn)階段無(wú)線(xiàn)傳感設(shè)備多采用節(jié)點(diǎn)區(qū)域組網(wǎng)及路由跳躍傳輸 方式來(lái)實(shí)現(xiàn)終端與服務(wù)端的遠(yuǎn)程通信,需大量路由功能節(jié)點(diǎn)作為通信中轉(zhuǎn)站,提高了成本,降低了通信可靠性,給無(wú)人值守的遠(yuǎn)程監(jiān)控帶來(lái)不便。

針 對(duì)上述系統(tǒng)基本特征,結(jié)合園林現(xiàn)有名貴植被生長(zhǎng)環(huán)境的綜合分析,本文根據(jù)環(huán)境參數(shù)特征,使用傳感器采集、無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)汝P(guān)鍵技術(shù),將ZigBee傳感網(wǎng)絡(luò)與 GPRS技術(shù)相結(jié)合,設(shè)計(jì)一套實(shí)時(shí)性高、操作方便、成本較低的古樹(shù)名木環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由終端節(jié)點(diǎn)采集環(huán)境數(shù)據(jù),ZigBee自組網(wǎng)無(wú)線(xiàn)傳輸,集中器 封裝處理,GSM網(wǎng)絡(luò)上傳,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)參數(shù)變化,供用戶(hù)掌握終端所處環(huán)境信息。ZigBee技術(shù)與GPRS技術(shù)的結(jié)合在遠(yuǎn)程監(jiān)控方面有巨大的應(yīng)用價(jià)值 [8],而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用使環(huán)境監(jiān)測(cè)與管理更加便利與準(zhǔn)確[910]。

1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的古樹(shù)名木環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

圖 1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖1為系統(tǒng)的總設(shè)計(jì)圖,主要可分為傳感設(shè)備、傳輸網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控中心3部分,滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)典架構(gòu)。傳感設(shè)備為系統(tǒng)終端,是物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的感知層, 包括支持太陽(yáng)能供電的傳感節(jié)點(diǎn)與集中器兩部分,傳感節(jié)點(diǎn)主要任務(wù)是實(shí)時(shí)感知并傳輸環(huán)境信息,集中器則將傳感數(shù)據(jù)經(jīng)有效篩選和封裝打包,通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳 輸至上端監(jiān)控中心,即物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)應(yīng)用層。監(jiān)控中心由服務(wù)器與移動(dòng)客戶(hù)端組成,實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)存檔與管理、數(shù)據(jù)波動(dòng)可視化、下發(fā)指令控制設(shè)備工作狀態(tài)等基本功 能;移動(dòng)客戶(hù)端則支持遠(yuǎn)程在線(xiàn)查詢(xún)環(huán)境數(shù)據(jù)信息、記錄數(shù)據(jù)走勢(shì),讓用戶(hù)隨時(shí)隨地掌握終端設(shè)備所處的環(huán)境信息。

2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1電源電路設(shè)計(jì)

電 源是電路系統(tǒng)中必不可少的組成部分,是維持系統(tǒng)正常工作的能量來(lái)源?,F(xiàn)階段無(wú)線(xiàn)傳感節(jié)點(diǎn)通常采用2節(jié)5號(hào)堿性電池進(jìn)行供電,一旦設(shè)備采集頻率增大,電量將 提前耗盡,造成無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)過(guò)早死亡[11]??紤]到實(shí)際應(yīng)用環(huán)境,為延長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)設(shè)備生命周期,將電源模塊改進(jìn)為太陽(yáng)能供電,圖2為系統(tǒng)電源電路模塊設(shè)計(jì) 圖。

由圖2可知,系統(tǒng)電源可根據(jù)應(yīng)用環(huán)境選擇太陽(yáng)能或外部接口供電,均通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓對(duì)鋰電池組進(jìn)行充電。實(shí)際應(yīng)用時(shí),設(shè)備主要使用太陽(yáng) 能供電,日照供電能量大于系統(tǒng)損耗能量,使鋰電池組可以保持充電狀態(tài),當(dāng)蓄電達(dá)到上限容量時(shí),保護(hù)電路將自動(dòng)截止外界對(duì)鋰電池組充電,使鋰電池組可較長(zhǎng)時(shí) 間保持輸出4.2 V工作電壓,再使用不同性能的線(xiàn)性穩(wěn)壓電源芯片,延伸系統(tǒng)各模塊的電源輸入。當(dāng)環(huán)境氣候惡劣,日照能量供應(yīng)不足時(shí),可考慮使用外部充電接口功能,連接移動(dòng) 電源即可恢復(fù)供電狀態(tài),維持系統(tǒng)的正常工作。

2.2傳感節(jié)點(diǎn)電路設(shè)計(jì)

由圖3可知,電路模 塊主要由電源、PC測(cè)試接口、SMA天線(xiàn)接口電路、時(shí)鐘模塊及環(huán)境參數(shù)傳感器組成。在無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)的功能上,類(lèi)型配置為ZigBee的終端設(shè)備。當(dāng)節(jié)點(diǎn)啟動(dòng) 工作時(shí),各傳感器自動(dòng)測(cè)量周邊環(huán)境參數(shù),通過(guò)不同標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)接口將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸至CC2530,主芯片將各類(lèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效篩選與組合處理,使用ZigBee 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議棧無(wú)線(xiàn)傳輸至集中器。同時(shí)電路還帶有運(yùn)行指示、圖3傳感節(jié)點(diǎn)硬件框圖復(fù)位電路、預(yù)留傳感器接口,滿(mǎn)足后續(xù)調(diào)試與擴(kuò)展。

2.3集中器電路設(shè)計(jì)

集中器是系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互通信的核心場(chǎng)所,而協(xié)調(diào)器作為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)用于接收傳感節(jié)點(diǎn)的采集信息,在整個(gè)系統(tǒng)中只有一個(gè),并且負(fù)責(zé)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的組建和運(yùn)營(yíng)[12]。

集 中器的硬件結(jié)構(gòu)如圖4所示,主要完成兩個(gè)任務(wù):一是通過(guò)串口0接收協(xié)調(diào)器ZigBee模塊傳輸?shù)膫鞲袛?shù)據(jù),按照協(xié)議要求進(jìn)行有效打包處理,生成完整數(shù)據(jù) 包;二是使用串口1驅(qū)動(dòng)無(wú)線(xiàn)GPRS模塊,將數(shù)據(jù)包通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)傳輸至監(jiān)控中心。為節(jié)省串口資源,系統(tǒng)將串口0同時(shí)用于PC測(cè)試與ZigBee數(shù)據(jù)接 收,中間通過(guò)跳線(xiàn)控制其使用功能。同時(shí),系統(tǒng)還配置了運(yùn)行指示燈、圖4集中器硬件框圖復(fù)位電路及預(yù)留串口與IIC接口,方便后續(xù)的擴(kuò)展應(yīng)用。

3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1傳感器數(shù)據(jù)采集模塊

傳 感器數(shù)據(jù)采集是傳感節(jié)點(diǎn)的核心任務(wù),是系統(tǒng)數(shù)據(jù)的源頭,其軟件部分基于TI公司發(fā)布的ZStack-CC2530-2.4.0-1.4.0版本協(xié)議棧進(jìn)行 開(kāi)發(fā)。開(kāi)發(fā)環(huán)境為IAR Embedded Workbench,在該平臺(tái)下對(duì)終端傳感節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器進(jìn)行程序編譯與調(diào)試,驅(qū)動(dòng)傳感設(shè)備與協(xié)調(diào)器工作[13]。

值得注意的是,傳感節(jié)點(diǎn)的采集狀態(tài)是根據(jù)集中器下發(fā)指令來(lái)切換實(shí)時(shí)或定時(shí)采集的 ,否則終端設(shè)備將處于休眠狀態(tài),以節(jié)省能量,延長(zhǎng)生命周期。圖5為各傳感器軟件流程圖。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的古樹(shù)名木環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

圖 5傳感器數(shù)據(jù)采集工作流程圖傳感器DHT22采集環(huán)境溫濕度,內(nèi)部采用AM2302濕敏電容做感應(yīng)器件,具有較高測(cè)量精度,使用單總線(xiàn)通信機(jī)制。通過(guò)嚴(yán)格 的時(shí)序控制可從數(shù)據(jù)口依次獲得濕溫度與校驗(yàn)碼。若計(jì)算產(chǎn)生的檢驗(yàn)碼與數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼匹配,則判定本次采集有效,否則丟棄,再次啟動(dòng)采集操作。

傳感器HP206C的任務(wù)是獲取環(huán)境氣壓與海拔高度,內(nèi)部自帶專(zhuān)利算法對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償處理,供電正常時(shí),完成器件初始化配置,合理地采集與讀取指令,將獲得MCU從IIC總線(xiàn)上讀取的9B校準(zhǔn)后的傳感數(shù)據(jù)。

傳感器TSL2561測(cè)量環(huán)境光照強(qiáng)度,支持標(biāo)準(zhǔn)IIC通信機(jī)制。內(nèi)部由一個(gè)對(duì)可見(jiàn)光、紅外線(xiàn)敏感的通道0和僅對(duì)紅外敏感的通道1組成。測(cè)量時(shí),兩個(gè)通道都將產(chǎn)生感應(yīng)數(shù)據(jù),憑借其計(jì)算出一對(duì)轉(zhuǎn)換系數(shù),光照度獲取公式將使用此轉(zhuǎn)換系數(shù)得到最終光照度值。

3.2數(shù)據(jù)處理與封裝模塊

當(dāng)各傳感器采集數(shù)據(jù)成功時(shí),需要將各感應(yīng)數(shù)據(jù)融合并封裝為原始數(shù)據(jù)包,傳感設(shè)備在TI公司發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議棧下可使用ZigBee模塊將原始數(shù)據(jù)包無(wú)線(xiàn)傳輸至協(xié)調(diào)器,集中器則根據(jù)自定義協(xié)議完成GPRS數(shù)據(jù)包封裝,等待上傳,圖6即為數(shù)據(jù)處理與封裝工作流程圖。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的古樹(shù)名木環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

數(shù) 據(jù)采集完畢,系統(tǒng)進(jìn)入數(shù)據(jù)處理與封裝工作流程。由圖6知,流程啟動(dòng)后將自動(dòng)執(zhí)行存儲(chǔ)單元初始化,并使用對(duì)應(yīng)標(biāo)志位來(lái)標(biāo)識(shí)各傳感數(shù)據(jù)的有效性。若采集的實(shí)時(shí) 數(shù)據(jù)有效,進(jìn)行協(xié)議數(shù)據(jù)包封裝,產(chǎn)生GPRS數(shù)據(jù)包;若無(wú)效,則默認(rèn)將本次數(shù)據(jù)丟棄,重新啟動(dòng)采集操作或使用前次數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝處理,以產(chǎn)生GPRS數(shù)據(jù) 包。

3.3無(wú)線(xiàn)通信模塊

傳感設(shè)備采集的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)與GPRS方式進(jìn)行傳輸,處于 物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的傳輸層,使用ZigBee、GSM模塊實(shí)現(xiàn)其功能,其中ZigBee無(wú)線(xiàn)模塊主芯片使用TI公司生產(chǎn)的CC2530,其任務(wù)是將原始數(shù)據(jù)包通 過(guò)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)傳輸至集中器。開(kāi)發(fā)時(shí),需將底層驅(qū)動(dòng)移植至協(xié)議棧下應(yīng)用層,并使用協(xié)議棧內(nèi)庫(kù)函數(shù)實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)傳輸;GSM模塊則使用泰利特公司生產(chǎn)的 GL868-DUAL,具有極低的功耗和較寬的工作溫度范圍,可支持雙頻通信,滿(mǎn)足戶(hù)外復(fù)雜環(huán)境監(jiān)測(cè)的應(yīng)用需求。工作任務(wù)是將封裝完成的GPRS數(shù)據(jù)包無(wú) 線(xiàn)傳輸至監(jiān)控中心,供后臺(tái)進(jìn)一步處理,圖7即為GPRS無(wú)線(xiàn)通信工作流程圖。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的古樹(shù)名木環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

集 中器上的協(xié)調(diào)器用于接收終端設(shè)備數(shù)據(jù),MCU與GSM模塊使用串口通信。程序開(kāi)始執(zhí)行時(shí),MCU對(duì)串口依次完成初始化配置、啟動(dòng)工作,邏輯上實(shí)現(xiàn)模塊通信 的第一步;然后,通過(guò)串口對(duì)GSM模塊發(fā)送AT指令進(jìn)行配置,保持連接狀態(tài),實(shí)現(xiàn)完全通信;最后,串口將數(shù)據(jù)包通過(guò)GSM模塊傳輸至監(jiān)控中心。圖7中設(shè)備 與服務(wù)器首次握手是為確認(rèn)GSM模塊是否接收到配置指令,再次握手則是為確定GSM模塊接收到數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)包上傳完畢時(shí),集中器還將自查監(jiān)控中心是否下發(fā) 控制指令,進(jìn)行相應(yīng)處理。

4監(jiān)控中心及移動(dòng)端功能分析

監(jiān)控中心主要任務(wù)是接收來(lái)自GSM網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膫鞲袛?shù)據(jù),并進(jìn)行分類(lèi)存檔及后續(xù)處理。在與用戶(hù)進(jìn)行人機(jī)交互時(shí),監(jiān)控中心具有圖形界面可視化、數(shù)據(jù)表格導(dǎo)出等基本功能,同時(shí)還可支持向指定設(shè)備下發(fā)指令,控制設(shè)備工作狀態(tài),其業(yè)務(wù)功能如圖8所示。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的古樹(shù)名木環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

移 動(dòng)端即為手持終端,方便用戶(hù)遠(yuǎn)程查詢(xún)傳感設(shè)備采集的數(shù)據(jù),通過(guò)圖表形式反饋植被生長(zhǎng)的實(shí)時(shí)環(huán)境信息。實(shí)際操作中,移動(dòng)端可連接至監(jiān)控中心,查看設(shè)備在線(xiàn)狀 態(tài),選擇跟蹤設(shè)備數(shù)據(jù)采集信息,設(shè)置上下報(bào)警閾值,使用折線(xiàn)圖記錄數(shù)據(jù)走勢(shì),直觀顯示出數(shù)據(jù)波動(dòng)情況,隨時(shí)隨地掌握實(shí)地環(huán)境信息,其業(yè)務(wù)功能如圖9所示。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的古樹(shù)名木環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

5結(jié)論

本 文根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)基本架構(gòu),設(shè)計(jì)一種基于ZigBee和GPRS無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng),旨在解決試驗(yàn)園區(qū)內(nèi)古樹(shù)名木生長(zhǎng)研究所帶來(lái)的不便。圖10系統(tǒng)終 端與實(shí)地測(cè)試圖所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件部分包括電源模塊、終端節(jié)點(diǎn)與集中器,并給出了各模塊的硬件設(shè)計(jì)框圖。終端與實(shí)地測(cè)試如圖10所示。針對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng) 用及各硬件模塊的實(shí)現(xiàn)功能,分析相關(guān)器件的工作特征,提出傳感數(shù)據(jù)采集、封裝處理、無(wú)線(xiàn)通信等軟件設(shè)計(jì)方案,并給出部分流程框圖,同時(shí)根據(jù)監(jiān)控中心及移動(dòng) 客戶(hù)端使用需求,給出了具體功能框圖。系統(tǒng)24小時(shí)不間斷傳輸測(cè)試收包情況,如圖11所示。從圖中看出,因溫濕度影響器件特性,因而出現(xiàn)小幅度時(shí)延的丟包 現(xiàn)象,總體接收穩(wěn)定,全日收包率達(dá)95.79%,保持較小丟包率。實(shí)驗(yàn)表明,該系統(tǒng)在實(shí)地測(cè)試環(huán)境下全天候運(yùn)行穩(wěn)定可靠,可以較好地完成采集與傳輸任務(wù), 滿(mǎn)足了實(shí)際環(huán)境監(jiān)測(cè)的應(yīng)用需求。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的古樹(shù)名木環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的古樹(shù)名木環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

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