CN112884454A - 一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统 - Google Patents

一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统 Download PDF

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顾元红
杨迪
李倩
邓冰
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徐惠
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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统，包括生态环境感知节点珠串,生态环境感知节点珠串以高吸水性高分子树脂空心球为载体，采用漂浮+悬浮的方式布置在待监测流域，用于实现生态环境参数的感知；生态环境感知节点珠串通过动态路由和多跳传输的方式将数据传输到汇聚节点，汇聚节点通过GPRS网络与Internet网络实现无缝联接，经云服务器实现生态环境参数的云共享和云计算，远程用户通过访问云服务器可以实现对应生态环境参数和云计算结果的查看。本发明可以实现河湖水生态环境的在线监测分析，从而可以及时的发现河湖水生态环境内载的异常情况，尽可能的保证了河湖水生态环境的安全。

Description

一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统
技术领域
本发明涉及物联网领域，具体涉及一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统。
背景技术
随着居民对身体健康密切相关的环境问题的关注度不断提高，河湖水生态环境的监测及分析越来越重要。目前，河流、湖泊、水库、池塘等水生态环境的定期监测普遍采用人工取样检测的方式，不仅耗时长，而且缺乏对监测区域水质及生态环境状况的连续监测，不能满足水域应急和管理的需求；另外，河流与湖泊的水质及生态环境监测样本数据量大、向量维度高、属性多等特征，现有的水质监测仪器及监测系统很难满足实际需求，因此，厄需一种可以实现河湖水生态环境在线监测分析的基于物联网的河湖水生态环境监控系统
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统，可以实现河湖水生态环境的在线监测分析，从而可以及时的发现河湖水生态环境内载的异常情况，尽可能的保证了河湖水生态环境的安全。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统，其特征在于，包括生态环境感知节点珠串,生态环境感知节点珠串以高吸水性高分子树脂空心球为载体，采用漂浮+悬浮的方式布置在待监测流域，用于实现生态环境参数的感知；生态环境感知节点珠串通过动态路由和多跳传输的方式将数据传输到汇聚节点，汇聚节点通过GPRS网络与Internet网络实现无缝联接，经云服务器实现生态环境参数的云共享和云计算，远程用户通过访问云服务器可以实现对应生态环境参数和云计算结果的查看。
进一步地，所述高吸水性高分子树脂空心球之间通过呈条状/弧状的高吸水性高分子树脂条实现串联。
进一步地，所述高吸水性高分子树脂空心球为高吸水性高分子树脂充分吸水膨胀后形成的镂空的空心球状的固态水凝胶，相邻两颗高吸水性高分子树脂空心球的重量不同。
进一步地，所述生态环境参数至少包括生态环境图像参数和水质参数。
进一步地，所述云服务器内载一数据处理系统，该数据处理系统包括：
生态环境评估模块，用于实现异常生态环境参数的识别；
生态环境报告生成模块，用于基于预设的模板实现生态环境报告的编制；
目标数据获取模块，内设算法编辑模块，用于实现各种目标数据的获取；
生态环境可视化模块，用于基于远程用户发出的请求以生态环境参数为素材搭建生态环境三维动态模型，并反馈给远程用户实现生态环境的可视。
进一步地，所述远程用户基于手机app实现云服务器的访问，内载：
生态环境查看模块，用于以生态环境三维动态模型的方式实现历史和/当前生态环境情况的查看；
生态环境报告查看模块，用于实现生态环境报告的查看；
生态环境分析模块，用于录入生态环境分析目标，并实现对应生态环境分析结果的获取；
异常生态环境参数查看模块，用于实现异常生态环境参数的查看和分析。
进一步地，所述生态环境评估模块基于DSSD_ Xception_coco 模型和Bi-LSTM+Attention模型实现异常生态环境参数的识别。
本发明具有以下有益效果：
可以实现河湖水生态环境的在线监测分析，从而可以及时的发现河湖水生态环境内载的异常情况，尽可能的保证了河湖水生态环境的安全。
以高吸水性高分子树脂空心球、高吸水性高分子树脂条构建的珠串作为生态环境感知节点的载体，大大方便了生态环境感知节点的布置、回收。
附图说明
图1为本发明实施例一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统的系统框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统，包括生态环境感知节点珠串,生态环境感知节点珠串以高吸水性高分子树脂空心球为载体，采用漂浮+悬浮的方式布置在待监测流域，用于实现生态环境参数的感知；生态环境感知节点珠串通过动态路由和多跳传输的方式将数据传输到汇聚节点，汇聚节点通过GPRS网络与Internet网络实现无缝联接，经云服务器实现生态环境参数的云共享和云计算，远程用户通过访问云服务器可以实现对应生态环境参数和云计算结果的查看。
本实施例中，所述高吸水性高分子树脂空心球之间通过呈条状/弧状的高吸水性高分子树脂条实现串联。 高吸水性高分子树脂条充分吸水膨胀后会固化形成水凝胶，从而保持一定的形态，实现高吸水性高分子树脂空心球的相对定位。
本实施例中，所述高吸水性高分子树脂空心球为高吸水性高分子树脂充分吸水膨胀后形成的镂空的空心球状的固态水凝胶，相邻两颗高吸水性高分子树脂空心球的重量不同，从而使得高吸水性高分子树脂空心球可以悬浮在不同的深度。
本实施例中，所述生态环境参数至少包括生态环境图像参数和水质参数。水质参数包括pH值、悬浮物、总硬度、氰化物、铬、铅、化学需氧量（COD）、挥发酚、溶解氧、硝酸盐、氨氮等。
本实施例中，所述云服务器内载一数据处理系统，该数据处理系统包括：
生态环境评估模块，用于实现异常生态环境参数的识别；所述生态环境评估模块基于DSSD_ Xception_coco 模型和Bi-LSTM+Attention模型实现异常生态环境参数的识别。DSSD_ Xception_coco 模型采用DSSD目标检测算法，基于_coco数据集预训练Xception神经网络，然后用先前准备好的数据集训练该模型，微调深度神经网络中的各项参数，最后得到合适的用于检测河湖水异常生态环境参数的目标检测模型。
生态环境报告生成模块，用于基于预设的模板实现生态环境报告的编制；本实施例中，生态环境报告至少包括预设的时间段内水质参数变化、流域周围环境变化图、流域表面漂浮物变化图。
目标数据获取模块，内设算法编辑模块，用于实现各种目标数据的获取；该模块与手机app内载的生态环境分析模块相对应，用户经生态环境分析模块录入分析目标，云服务器接收到相应的请求后，算法编辑模块启动，建立对应的算法或数据分析模型，实现对应目标数据即生态环境分析结果的获取，并反馈至手机app。
生态环境可视化模块，用于基于远程用户发出的请求以生态环境参数为素材搭建生态环境三维动态模型，并反馈给远程用户实现生态环境的可视。本实施例中，以生态环境参数内载的图像数据为背景模板，生成三维动态背景模型，然后将采集到的水质参数转换成可视的图标+数值标记在对应的背景模板内，即得生态环境三维动态模型。
本实施例中，所述远程用户基于手机app实现云服务器的访问，内载：
生态环境查看模块，用于以生态环境三维动态模型的方式实现历史和/当前生态环境情况的查看；
生态环境报告查看模块，用于实现生态环境报告的查看；
生态环境分析模块，用于录入生态环境分析目标，并实现对应生态环境分析结果的获取；
异常生态环境参数查看模块，用于实现异常生态环境参数的查看和分析。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统，其特征在于，包括生态环境感知节点珠串,生态环境感知节点珠串以高吸水性高分子树脂空心球为载体，采用漂浮+悬浮的方式布置在待监测流域，用于实现生态环境参数的感知；生态环境感知节点珠串通过动态路由和多跳传输的方式将数据传输到汇聚节点，汇聚节点通过GPRS网络与Internet网络实现无缝联接，经云服务器实现生态环境参数的云共享和云计算，远程用户通过访问云服务器可以实现对应生态环境参数和云计算结果的查看。
2.如权利要求1所述的一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统，其特征在于，所述高吸水性高分子树脂空心球之间通过呈条状/弧状的高吸水性高分子树脂条实现串联。
3.如权利要求1所述的一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统，其特征在于，所述高吸水性高分子树脂空心球为高吸水性高分子树脂充分吸水膨胀后形成的镂空的空心球状的固态水凝胶，相邻两颗高吸水性高分子树脂空心球的重量不同。
4.如权利要求1所述的一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统，其特征在于，所述生态环境参数至少包括生态环境图像参数和水质参数。
5.如权利要求1所述的一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统，其特征在于，所述云服务器内载一数据处理系统，该数据处理系统包括：
生态环境评估模块，用于实现异常生态环境参数的识别；
生态环境报告生成模块，用于基于预设的模板实现生态环境报告的编制；
目标数据获取模块，内设算法编辑模块，用于实现各种目标数据的获取；
生态环境可视化模块，用于基于远程用户发出的请求以生态环境参数为素材搭建生态环境三维动态模型，并反馈给远程用户实现生态环境的可视。
6.如权利要求1所述的一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统，其特征在于，所述远程用户基于手机app实现云服务器的访问，内载：
生态环境查看模块，用于以生态环境三维动态模型的方式实现历史和/当前生态环境情况的查看；
生态环境报告查看模块，用于实现生态环境报告的查看；
生态环境分析模块，用于录入生态环境分析目标，并实现对应生态环境分析结果的获取；
异常生态环境参数查看模块，用于实现异常生态环境参数的查看、分类和分析。
7.如权利要求1所述的一种基于物联网的河湖水生态环境监控系统，其特征在于，所述生态环境评估模块基于DSSD_ Xception_coco 模型和Bi-LSTM+Attention模型实现异常生态环境参数的识别。
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