基于GIS与物联网技术的鱼塘水质监测与分

第15卷2015住第2期2月中国水运OhinaWaterTransportVoI．15FebruaryNo．22015基于GIS与物联网技术的鱼塘水质监测与分周非凡，(1．浙江海洋学院数理与信息学院，浙江舟山316022；王德东。2．浙江海洋学院现代教育技术中心，浙江舟山316022)摘要：我国传统型鱼塘水质监测与分析技术中存在着监测周期较长、分析结果与实际结果偏差较大以及数据传输慢等弊端。针对这些问题我们设计出了一套集GIS技术与物联网技术于一体的新型水质监测与分析系统。通过无线传感器和无线ZigBee实现对鱼塘水的溶解氧、pH值、温度、浑浊度等数据的传输。并且通过信息的反馈从而达到对鱼塘水的远程监测与控制效果。关键词：物联网；水质监测；GIS；数据传输；反馈中图分类号：P208文献标识码：A文章编号：1006-7973(2015)02-0118-03一、物联网技术(10T)在水质监测中的应用1．物联网技术的综述(1)概念在当今信息化的社会中物联网技术已经成为了一种信息通讯的主流。我们把利用现代通信技术将目标物体和互联网进行连接，通过红外感应器、射频识别技术、全球定位系统、激光扫描器等各种信息传感设备对目标物体实行远程的监测与控制等操作这一项技术称作为物联网技术。(2)应用领域I3，6】物联网技术的主要用于无线传感器领域，传感器通过无线网将目标物体的数据快速地传递到控制中心，控制中心再通过无线网将控制指令传送给实地的控制器，控制器可以通过指令来对目标物体做出相应的调整。无线传感器可以实时地采集任何需要监控的物体或一系列过程，收集物体的各种生物、化学、物理等特征信息，并且可以实现用户与物体间的信息交互，以达到对目标物智能化的识另Ⅱ、定位、监控以及管理等效果。2．物联网技术用于水质监测的优越性(1)快捷性现代信息化的社会越来越重视信息的传播速度，使用物联网技术中的无线传感技术，结合高速的传输网络，与传统的水质监测装置相比，其传输的速率可以达到原来的4—5倍，从而使监测周期大幅度的缩短，可以让我们在短时间内收集到最新的水质信息，以便对鱼塘的水质做出及时的调整。(2)远程监测的准确性传统的水质监测装置由于地理位置的原因，使得实地的数据和我们接收的之间产生很大的偏差。因此通过物联网技术，可以使用精密的传感器、运算器，采集到准确的水质信息，经过信息的过滤、转换，通过抗干扰性强的无线传感网络，将实地的水质信息数据传送到远程的控制中心，从而保收稿El期：作者简介：通讯作者：基金项目：证了数据的准确性。(3)反馈调节的高效性传统的水质监测装置虽然配备了调节装置，但是由于传输速率的底下，从实地发送信息到控制中心接收信息再从控制中心将指令反馈给实地的控制器这一过程需要消耗大量的时间，而在这段时间内水的各个因素可能发生变化，这就使得反馈调节的效果大幅度下降。采用新型的传感设备和传输设备可以提高数据传输的速率，从而也可以提高被测物体和控制之间的交互频率，进而达到反馈调节的高效性。3．物联网技术在本系统中的应用(1)物联网三层结构I3I611)感知层：主要功能是收集信息，它由各种传感器以及传感器网关组成，是物联网识别物体、采集信息的重要来源。2)网络层：其本质的核心是由多个互联网、网络管理系统以及云计算平台等构成的，其主要作用是负责对感知层数据信息的交换、传递以及处理。3)应用层：应用层也称处理层，解决的信息处理和人机界面的问题，针对不同的客户，可以提供不同的平台，实现物联网的智能应用。(2)数据的采集及传输1)数据的采集：在感知层中采用高清的网络摄像机来拍摄实地水质情况，通过溶氧量传感器、PH传感器、温度传感器、微量元素传感器来实时地探测目标鱼塘的水质状况，并将收集到的信息转化为相应的数字信号输送到网络层中。2)数据的传输：在网络层中通过ZigBee终端节点将感知层的采集到的数据上传给无线网关，再由后者传输给本地服务器。网络摄像机所拍摄的影像则是由WLAN负责传输到服务器端，最后由服务器将数据传送到控制主机上。3)数据的分析与信息反馈：通过我们自己开发的水质分析软件，对传来的数据进行运算分析，检测出水质各项指标2O15一O1—18周非凡(1992一)，男，浙江海洋学院在读本科生。王德东(1968一)，男，计算机工程硕士，浙江海洋学院现代教育技术中心实验师。2014年浙江省大学生科技创新活动计划暨新苗人才计划项目，项目编号：20l4R411010。