理论教育 生态环境监测模型:基于物联网技术

生态环境监测模型:基于物联网技术

时间:2023-11-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:基于物联网技术的生态环境监测模型主要由四部分组成:数据采集传感器节点、簇头节点、移动代理节点和控制中心。监测传感器节点采用嵌入式技术设计,该节点功能模块包括数据采集类型模块、数据无线发射模块、高效电源模块、污染源实时监控模块以及移动Agent监测模块等部件。4)根据控制中心反馈的控制信息,周期性地启动污染源实时监控模块,若发现污染现象,则转3)。图9.7给出了基于物联网技术的生态环境监测网络部署情况。

生态环境监测模型:基于物联网技术

基于物联网技术的生态环境监测模型主要由四部分组成:数据采集传感器节点、簇头节点、移动代理(Agent)节点和控制中心。

物联网的分簇区域的自组织多传感器网络中,采用的传感器节点包括各种水文传感器、空气质量传感器、光照度传感器、温度传感器、湿度传感器等。此外,在所有传感器上安装无线短距离通信数据传输功能模块。分簇区域内的多传感器采集到各种类型的环境监测数据后,将数据发送给该分簇的簇头节点,或者可以检测到的移动Agent节点,簇头节点或移动Agent节点将搜集到的数据汇聚后转发至控制中心。

传感器节点数据采集模块经过一跳将数据发给簇头节点,而且该节点装有污染源实时监控功能模块,可以监测该节点圆形监测区域内是否出现排污现象,并及时发送监控数据,且该操作优先级高于一般环境监测数据的发送,要求簇头节点优先转发,这样就可以充分满足监测数据采集和环境污染源监测的实际需求。监测传感器节点采用嵌入式技术设计,该节点功能模块包括数据采集类型模块、数据无线发射模块、高效电源模块、污染源实时监控模块以及移动Agent监测模块等部件。

生态环境监测传感器节点根据监测需求自适应启动相应类型数据监测模块、采用集中数据采集方式,其工作流程如下:

1)根据来自控制中心的监测需求启动相应数据类型模块,包括各种水文数据采集模块、空气质量数据采集模块、光照强度数据采集模块、温度数据采集模块和湿度数据采集模块等。

2)周期性地启动移动Agent发现模块,若发现,则将待发送的数据发给移动Agent节点。

3)周期性地启动数据无线发射模块,将采集到的数据发送给簇头节点。(www.daowen.com)

4)根据控制中心反馈的控制信息,周期性地启动污染源实时监控模块,若发现污染现象,则转3)。

5)若该节点所处的分簇内的簇头节点失效,则转2)。

图9.7给出了基于物联网技术的生态环境监测网络部署情况。从图9.7可以看出:监测网络中,监测区域分为了若干个分簇区域,每个分簇区域内拥有一个簇头节点;此外整个网络中设置了若干个移动Agent节点,一方面实时收集各分簇簇头节点汇聚的数据,另一方面,避免某分簇簇头节点失效,导致监测区域出现盲点,致使网络瘫痪,无法实时监测。

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图9.7 基于物联网技术的生态环境监测网络部署

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