CN105096537A - 基于无线传感器网络的铀尾矿库水土污染监测预警系统 - Google Patents

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谢水波
李向阳
江珊
余员琴
李睿
范飞生
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Abstract

本发明公开了一种基于无线传感器网络的铀尾矿库水土污染监测预警系统：包括散布于监测目标区域的信息采集预警节点、中继节点、监控基站、远程服务器及监控平台，中继节点与多个监控基站组成链式网；远程服务器还连接有监控平台；监控平台用于运行预警系统软件平台，显示相应区域的环境放射性污染参数及报警信息。本发明能对监控区域的水质及土壤中的放射性信息进行实时采集，使得企业、环保部门对铀尾矿库放射性污染信息的掌握更加及时。给出污染的强度与位置，并进行记录，对我国的铀尾矿库放射性污染监控管理将起到极大的促机作用，必将产生巨大的经济效益和社会效益。本发明为智能化环保提供良好的信息服务和技术支持。

Description

基于无线传感器网络的铀尾矿库水土污染监测预警系统
技术领域
本发明属于放射性水土污染监测领域，具体涉及一种基于无线传感器网络的铀尾矿库水土污染监测预警系统。
背景技术
环境污染已经成为一个全球性的难题，其中，尤以水污染对人的影响巨大。污染一条河流，将对该河流流经的广大流域造成严重的影响，给人民生活带来严重的干扰，给国民经济造成巨大的损失。
在有机物污染等传统的污染源头外，目前又有了放射源造成的水土污染。相对于传统污染物更加难以监控。
放射源能够放射出穿透力很强的放射线，应用范围广泛：医疗上它可照射人体肿瘤，杀死癌细胞；农业上它可照射农产品，灭菌防腐；金属工业上它可用来寻找焊接金属的瑕疵，进行工业探伤；用放射源制成的料位计、核子秤等计量仪表受温度、湿度等环境因素影响的程度较小，运行可靠；放射源由于拥有这些优秀的特点而被广泛应用于当前的许多领域。
但是放射源也是一柄双刃剑，如果在应用过程中操作或保管不当，就有可能发生事故，造成放射性污染，将对环境造成严重危害，且必将影响人的健康和安全，因此，对放射性核素水土污染的监测管理就显得非常重要，目前国内对放射源的监测还没有成熟的方法及相应的设备，传统的监测放射性核素水土污染的方法繁琐，低效。
发明内容
本发明的目的之一是为解决现有技术中存在的问题，提供一种能有效监控及报警的基于无线传感器网络的铀尾矿库水土污染监测预警系统。
本发明提供一种基于无线传感器网络的铀尾矿库水土污染监测预警系统：包括散布于监测目标区域的信息采集预警节点、中继节点、监控基站、远程服务器及监控平台，每个所述信息采集预警节点都选择性的与相邻最近的中继节点或监控基站进行无线通信，所述中继节点与多个监控基站组成链式网；并将所述信息采集预警节点的信息传送给所述监控基站，所述监控基站将接收到的信息进行汇聚，并通过有线网络发送至所述远程服务器，所述远程服务器还连接有所述监控平台；所述监控平台用于运行监测预警系统软件平台，显示相应监测区域的放射性强度及有关环境参数和报警信息。
进一步的：所述信息采集预警节点，包括：第一微处理器、第一存储模块、第一电源模块、第一无线通信模块、第一身份标识模块、传感器模块、报警模块及模数转换器；所述第一微处理器连接所述第一存储模块、第一电源模块、第一无线通信模块、第一身份标识模块、传感器模块、报警模块及模数转换器；所述模数转换器连接所述传感器模块，用于将所述传感器模块获取的模拟信号转换为数字信号并传输给所述微处理器；所述第一存储模块用于存储所述传感器模块获取的放射性强度及有关环境参数；所述第一身份标识模块用于存储与所述信息采集预警节点安置地点唯一对应的位置信息；所述报警模块包括蜂鸣器及LED报警灯。
进一步的：所述传感器模块，包括温度传感器、湿度传感器及辐射传感器。
进一步的：所述中继节点，包括第二微处理器、第二存储器、第二无线通信模块、第二电源模块和第二身份标识模块；所述第二无线通信模块的用于与所述信息采集预警节点的第一无线通信模块进行无线通信；所述第二身份标识模块用于存储与所述中继节点安置地点唯一对应的位置信息。
进一步的：所述组成链式网，其链式无线网络的各个中继节点、监控基站的身份和位置是已知的，节点与节点之间进行通信，并以多跳的方式进行数据的传递。
进一步的：所述有线网络，为以太网或者Internet网。
本发明的有益效果在于，本发明提供的基于无线传感器网络的铀尾矿库水土污染监测预警系统能对监控区域的水质及土壤中放射性强度信息进行实时采集，使得企业、环保部门对铀尾矿库放射性污染信息的掌握更加及时。给出污染源的强度与位置，并进行记录，对我国的铀尾矿库放射性污染监控管理将起到极大的促机作用，必将产生巨大的经济效益和社会效益。本发明为智能化环保提供良好的信息服务和技术支持。
附图说明
图1所示为本发明基于无线传感器网络的铀尾矿库水土污染监测预警系统的结构图。
图2所示为本发明中信息采集预警节点模块图。
具体实施方式
下文将结合具体附图详细描述本发明具体实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。
如图1所示，本发明提供一种基于无线传感器网络的铀尾矿库水土污染监测预警系统：包括散布于监测目标区域的信息采集预警节点3、中继节点2、监控基站1、远程服务器4及监控平台5，每个信息采集预警节点3都选择性的与相邻最近的中继节点2或监控基站1进行无线通信，中继节点2与多个监控基站1组成链式网；并将信息采集预警节点3的信息传送给监控基站1，监控基站1将接收到的信息进行汇聚，并通过有线网络发送至远程服务器4，远程服务器4还连接有监控平台5；监控平台5用于运行监测预警系统软件平台，显示相应监测区域的放射性强度及有关环境参数和报警信息。
如图2所示：信息采集预警节点3，包括：第一微处理器310、第一存储模块320、第一电源模块330、第一无线通信模块340、第一身份标识模块350、传感器模块360、报警模块370及模数转换器380；第一微处理器310连接第一存储模块320、第一电源模块330、第一无线通信模块340、第一身份标识模块350、传感器模块360、报警模块370及模数转换器380；模数转换器380连接传感器模块360，用于将传感器模块360获取的模拟信号转换为数字信号并传输给第一微处理器310；第一存储模块320用于存储传感器模块360获取的放射性强度及有关环境参数；第一身份标识模块350用于存储与信息采集预警节点3安置地点唯一对应的位置信息；报警模块370包括蜂鸣器371及LED报警灯372。
进一步的：传感器模块360，包括温度传感器361、湿度传感器362及辐射传感器363。
进一步的：中继节点2，包括第二微处理器、第二存储器、第二无线通信模块、第二电源模块和第二身份标识模块；第二无线通信模块用于与信息采集预警节点3的第一无线通信模块340进行无线通信；第二身份标识模块用于存储与中继节点2安置地点唯一对应的位置信息。
进一步的：组成链式网，其链式无线网络的各个中继节点2、监控基站1的身份和位置是已知的，节点与节点之间进行通信，并以多跳的方式进行数据的传递。
进一步的：有线网络为以太网或者Internet网。
实施例：
在信息采集预警节点3工作之前，先启动整个系统，尤其使监控基站1和链式网和远程服务器4处于预备接收数据的状态；
监测预警系统下达工作指令，信息采集预警节点3开始对水质及土壤中放射性等环境信息的采集，采集信息是通过信息采集预警节点3的各类传感器实现。
如果采集到水质及土壤中监测信息能够直接传送给监控基站1，则直接无线传送；否则需要检测可以与之通信的中继节点2。
检测到中继节点2后，由第二微控制器控制，通过第二无线通信模块传送信息。
最后由监控基站1通过有线网将信息传送给远程服务器4。
远程服务器4将收集到的信息存储在其存储器内，并通过监测预警系统软件平台将信息参数在监控平台5进行显示，在检测到的放射性污染参数超过预设阀值时，监控平台5发出报警信息；且信息采集预警节点3的蜂鸣器371及LED报警灯372均发出警报，方便实地检测人员发现污染点。
信息采集预警节点3的工作方式由监控基站1控制，监控基站1和信息采集预警节点3的信息交互方法的具体步骤如下：
监控基站1广播测试信息，然后等待；
中继节点2收到广播信息后，发送给与之通信的信息采集预警节点3；
信息采集预警节点3收到广播信息后，通过中继节点2给监控基站1发送确认信息；
监控基站1收到确认信息后，即可以确认与该信息采集预警节点3的连接成功。
本发明提供的基于无线传感器网络的铀尾矿库水土污染监测预警系统能对监控区域的水质及土壤中放射性等信息进行实时采集，使得企业、环保部门对铀尾矿库放射性污染信息的掌握更加及时。给出污染源的强度与位置，并进行记录，对我国的铀尾矿库放射性污染监控管理将起到极大的促机作用，必将产生巨大的经济效益和社会效益。本发明为智能化环保提供良好的信息服务和技术支持。
本文虽然已经给出了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。

Claims (6)

1.一种基于无线传感器网络的铀尾矿库水土污染监测预警系统，其特征在于：包括散布于监测目标区域的信息采集预警节点、中继节点、监控基站、远程服务器及监控平台，每个所述信息采集预警节点都选择性的与相邻最近的所述中继节点或监控基站进行无线通信，所述中继节点与多个所述监控基站组成链式网；并将所述信息采集预警节点的信息传送给所述监控基站，所述监控基站将接收到的信息进行汇聚，并通过有线网络发送至所述远程服务器，所述远程服务器还连接有所述监控平台；所述监控平台用于运行监测预警系统软件平台，显示相应监测区域的放射性强度及有关环境参数和报警信息。
2.如权利要求1所述的基于无线传感器网络的铀尾矿库水土污染监测预警系统，其特征在于：所述信息采集预警节点，包括：第一微处理器、第一存储模块、第一电源模块、第一无线通信模块、第一身份标识模块、传感器模块、报警模块及模数转换器；所述第一微处理器连接所述第一存储模块、第一电源模块、第一无线通信模块、第一身份标识模块、传感器模块、报警模块及模数转换器；所述模数转换器连接所述传感器模块，用于将所述传感器模块获取的模拟信号转换为数字信号并传输给所述第一微处理器；所述第一存储模块用于存储所述传感器模块获取的放射性强度及有关环境参数；所述第一身份标识模块用于存储与所述信息采集预警节点安置地点唯一对应的位置信息；所述报警模块包括蜂鸣器及LED报警灯。
3.如权利要求2所述的基于无线传感器网络的铀尾矿库水土污染监测预警系统，其特征在于：所述传感器模块，包括温度传感器、湿度传感器及辐射传感器。
4.如权利要求2所述的基于无线传感器网络的铀尾矿库水土污染监测预警系统，其特征在于：所述中继节点，包括第二微处理器、第二存储器、第二无线通信模块、第二电源模块和第二身份标识模块；所述第二无线通信模块用于与所述信息采集预警节点的第一无线通信模块进行无线通信；所述第二身份标识模块用于存储与所述中继节点安置地点唯一对应的位置信息。
5.如权利要求1所述的基于无线传感器网络的铀尾矿库水土污染监测预警系统，其特征在于：所述组成链式网，其链式无线网络的各个所述中继节点、监控基站的身份和位置是已知的，节点与节点之间进行通信，并以多跳的方式进行数据的传递。
6.如权利要求1所述的基于无线传感器网络的铀尾矿库水土污染监测预警系统，其特征在于：所述有线网络为以太网或者Internet网。
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