CN202385299U - 一种可移动环境监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种移动环境监测系统，包括：多个无线传感器组，分别放置在各监测点，各无线传感器组用于采集所在监测点的空气及土壤内的温湿度数据，并通过2.4G的无线频段发送；网关设备，用于通过2.4G的无线频段接收所述无线传感器组采集的所述温湿度数据，然后通过GPRS或3G发送；数据分析服务器，用于接收所述网关设备发送的所述温湿度数据，校验后存入数据库。本实用新型能实现环境监测系统信息快捷的、全天候的共享。

Description

一种可移动环境监测系统

技术领域

本实用新型涉及监测领域，尤其涉及一种可移动环境监测系统。

背景技术

物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中，物品（商品）能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。其实质是利用无线传感器网络（WSN）技术，通过计算机互联网实现灌溉系统信息的共享。

移动数据传输技术：指GPRS（General Packet Radio Service，通用分组无线服务技术），CDMA（Code Division Multiple Access，码分多址），WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址），TDS-CDMA（Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，时分同步码分多址），CDMA2000，WIFI（wireless fidelity，无线兼容性认证），WIMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access，全球微波互联接入），LTE（Long Term Evolution，长期演进）以及卫星通信技术等非语音通信的技术。

移动互联网，就是将移动通信和互联网二者结合起来，成为一体。在最近几年里，移动通信和互联网成为当今世界发展最快、市场潜力最大、前景最诱人的两大业务，它们的增长速度都是任何预测家未曾预料到的。

“小巧轻便”及“通讯便捷”这两个特点，决定了移动互联网与PC（个人电脑）互联网的根本不同之处，发展趋势及相关联之处。

高便携性：

除了睡眠时间，移动设备一般都以远高于PC的使用时间伴随在其主人身边。这个特点决定了，使用移动设备上网，可以带来PC上网无可比拟的优越性，即沟通与资讯的获取远比PC设备方便。

隐私性：

移动设备用户的隐私性远高于PC端用户的要求。不需要考虑通讯运营商与设备商在技术上如何实现它，高隐私性决定了移动互联网终端应用的特点——数据共享时即保障认证客户的有效性，也要保证信息的安全性。这就不同于互联网公开透明开放的特点。互联网下，PC端系统的用户信息是可以被搜集的。而移动通讯用户上网显然是不需要自己设备上的信息给他人知道甚至共享。

应用轻便：

除了长篇大论，休闲沟通外，能够用语音通话的就用语音通话解决。移动设备通讯的基本功能代表了移动设备方便、快捷的特点。而延续这一特点及设备制造的特点，移动通讯用户不会接受在移动设备上采取复杂的类似PC输入端的操作——用户的手指情愿用“指手划脚”式的肢体语言去控制设备，也不愿意在巴掌方寸大小的设备上去输入26个英文字母长时间去沟通，或者打一篇千字以上的文章。

从以上的特点可得出移动互联网的基本面貌。

不能说移动互联网是PC互联网的延伸，同是网络建设与应用，两者之间虽然有联系，但有着根本的区别：

无线上网可以提供给便携设备，但基本设备终端是手机、PDA等移动设备。设备包括了PC端便携设备，也包括了移动设备，无线环境下包括的设备体系是两者的集合。

移动上网的终端体系，决定了终端之间的访问，即可以移动设备对移动设备，也可以是移动设备对PC设备。不同体系之间的设备之间的交互访问，决定了应用的丰富性远甚于PC互联网。中高端的设备可以访问PC端的互联网，然而并不影响移动设备与移动设备之间的访问交互。

纯移动设备用户上网访问应用时，要避免一切会给用户带来疑问的应用：减少下载，减少输入量。移动设备用户情愿缺少一个非必须的应用，也不愿意冒着设备被软件破坏的危险去安装一个系统或者软件。移动办公代替不了PC办公，移动办公只适宜解决信息量不是很大的问题，如远程会议，发送现场数据等，要进行大数据的采集编辑还是需要PC设备——在小小的屏幕下工程师不会使用CAD进行图形编辑，而记者也不愿意进行长达千字的OFFICE软件操作：只读不写或者加以简单的批注更为适合。

更广泛的利用触控技术进行操作，移动设备用户可以通过设备的上下左右摇摆，手指对屏幕的触动进行功能项的操作。

移动通讯设备在网络上，与视频、音频的完美融合，如远程监控，远程即时会议，商务导航——这些是PC端无法比拟的。

移动通讯设备对其它数码设备的支持，如车载系统，担当家电数码组合的客户端操作设备，基于隐私保护下可担当移动银行支付卡等等。

现有的PC互联网环境监测系统是通过布线，把环境变量值进入到实时监测工业控制计算机后，通过路由器把环境监测设备采集的实时温湿度数据送入web服务器；办公终端定时刷新访问web数据库，从而达到监测实时数据的目的。这种方式的优点在于使用web服务器和http通讯协议，使数据包能顺利穿透防火墙。但是终端基于PC互联网技术设计，不能适应日益增长的移动互联网应用需求；现有的环境监测设备大都是基于各种有线的工业控制硬件通讯设备建设，如PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）、RS485、RS232等。其中，监测终端有显着的缺陷。如需要布线、设备笨重、可移动为几乎零，不便于实现随时随地24小时全天候监测。多个监控终端之间需要布线，耗费大量物料成本不说，还急剧增加了。监测人力成本。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是如何实现环境监测系统信息快捷的、全天候的共享。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种移动环境监测系统，包括：

多个无线传感器组，分别放置在各监测点，各无线传感器组用于采集所在监测点的空气及土壤内的温湿度数据，并通过2.4G的无线频段发送；

网关设备，用于通过2.4G的无线频段接收所述无线传感器组采集的所述温湿度数据，然后通过GPRS或3G发送；

数据分析服务器，用于接收所述网关设备发送的所述温湿度数据，校验后存入数据库。

进一步地，所述的系统还包括：

移动管理终端，用于访问所述数据分析服务器中保存的温湿度数据；还用于发送命令给所述数据分析服务器。

进一步地，所述的系统还包括：

中继设备，用于将所述无线传感器组采集的所述温湿度数据发送给所述网关设备；

所述网关设备接收所述无线传感器组采集的温湿度数据时，直接从所述无线传感器组接收，或通过所述中继设备接收。

进一步地，所述移动管理终端为智能手机端。

进一步地，所述无线传感器组包括：

无线空气温湿度传感器，用于采集监测点空气的温度和湿度；

无线土壤温湿度传感器，包括伸入土壤的触头，用于采集监测点土壤内的温度和湿度。本实用新型的技术方案使用可移动设备，大大提高监控设备的可移动性，通过互联网和移动运营商的支持，方便地实现24小时全天候监测；使用无线监控终端，省却了布线的困难；可在移动管理终端监测环境变量数据，大大方便了管理人员，节省了人力成本。

附图说明

图1是实施例一的可移动环境监测系统的示意图；

图2是实施例一中的移动管理终端的功能示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本实用新型的技术方案进行更详细的说明。

需要说明的是，如果不冲突，本实用新型实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本实用新型的保护范围之内。

实施例一，一种可移动环境监测系统，如图1所示，包括：

多个无线传感器组，分别放置在各监测点，各无线传感器组用于采集所在监测点的空气及土壤内的温湿度数据，并通过2.4G的无线频段发送；

网关设备，用于通过2.4G的无线频段接收所述无线传感器组采集的所述温湿度数据，然后通过GPRS或3G发送；

数据分析服务器，用于接收所述网关设备发送的所述温湿度数据，校验后存入数据库。

本实施例中，所述系统还可以包括：

移动管理终端，用于访问所述数据分析服务器中保存的温湿度数据；还可以用于发送命令给所述数据分析服务器。

本实施例中，所述系统还可以包括：

中继设备，用于将所述无线传感器组采集的所述温湿度数据发送给所述网关设备；

所述网关设备接收所述无线传感器组采集的温湿度数据时，既可以直接从所述无线传感器组接收，也可以通过所述中继设备接收。

如需要移动监测的环境变量点很多，需要架设中继设备以便于无线传感器组跟网关设备通信，2.4G的户外传输距离为200米，如无线传感器组的200米范围内即有网关设置，则无需中继设备。

本实施例中，所述数据分析服务器是一个web服务平台，收取网关设备发送的所述温湿度数据，校验数据满足协议后，将温湿度数据存入数据库，用户可在互联网任一角落通过TCP/IP协议访问web管理平台，实时查看无线传感器组所在位置的温湿度数据，并对其进行下行命令的操作。

本实施例中，所述移动管理终端为智能手机端，作为移动管理终端的智能手机可通过web service服务访问数据分析服务器，实现双向通信。

本实施例中，所述无线传感器组中可以包括：

无线空气温湿度传感器，用于采集监测点空气的温度和湿度；

无线土壤温湿度传感器，包括伸入土壤的触头，用于采集监测点土壤内的温度和湿度。

本实施例中，所述无线传感器组中还可以包括：

无线流速传感器，用于采集监测点灌溉时水的流速；

无线照度传感器，用于采集监测点外光照的强度；

无线空气传感器，用于采集监测点外空气中二氧化碳的浓度。

其中，监测点内土壤的湿度是决定是否需要灌溉的重要条件。

本实施例中，为实现无线传感器组的便利性，不对过于复杂的逻辑进行处理，并不对传感器数据直接进行分析处理，只进行转发，因此设计简单，可采用处理能力较低的CPU，不需要独立的图形处理芯片，整个无线传感器组可处于低功耗运作，能采用电池供电。

本实施例中，复杂的运算，查询可以在数据分析服务器中运行；可将最常用的数据存储在智能客户端，其余数据放在数据分析服务器；数据挖掘逻辑也可放在数据分析服务器处理，仅传输最终显示的挖掘结果视图给所述移动管理终端。

移动管理终端查看数据分析服务器结果时，数据传输时使用粗粒度的接口；粗粒度的意思是数据分析服务器的结果接口比普通的面向对象编程的API大一些，更接近用户的实际操作。

本实施例结合物联网的发展和现代IT技术的发展，提出采用web服务器加移动终端移动平台的方法实现移动监测，在数据传输上可采用基于HTTP协议的加密传输。在服务器端的web服务提供一个通用的，平台无关的服务层的前提下，它能够在互联网环境下跨越多网段通讯，同时能降低开发难度，减轻发布和部署的成本，并且提高安全性。在客户端，移动终端支持平台已经成为一种趋势，正获得越来越多的应用。在本文中展现该架构从服务器提供服务到移动终端智能客户端实现的整个过程。

从数据分析服务器到移动管理终端的数据传输采用专用的数据接口，传输效率高、安全可靠。

本实施例中，所述移动管理终端的功能如图2所示，可以对登录设置用户名和密码，每个用户要想使用从所述数据分析服务器接收的所述温湿度数据（包括实时数据、历史数据、报警数据、统计数据），需要输入正确的用户名和密码进行身份校验。这主要是为了系统安全，控制使用范围。保证正常用户的需要。

所述移动管理终端可在用户登录后显示移动管理终端客户端的主界面，以主界面作为一个总的入口，选择不同的下级界面，完成不同的功能。移动管理终端和移动管理终端客户端之间可采用Web service协议，以压缩字符流的形式通讯，协议用json或xml封装。

所述移动管理终端可将温湿度数据以特定方式显示，包括列表显示和曲线显示两种方式。

列表方式是在一个表格中把各监测点的无线传感器组采集的温湿度数据统一实时显示。实时数据曲线在移动终端的监测中占有重要地位，根据不久前的几条数据，可以直观地反映实时数据的变化趋势。为了很好地实现传感器实时数据显示，需要解决所述无线传感器组的长宽尺寸不一致（即测量单位不同）的问题。所述移动管理终端还可以用于从所述数据分析服务器中读出所述无线传感器组中各传感器的测量单位，根据显示比例缩放该传感器采集的温湿度数据。另外实时数据曲线的点数可以在所述移动管理终端中配置。

本实施例中，可为各所述无线传感器组设置唯一的节点号；所述移动管理终端还可以用于根据节点号，时间段查询相应无线传感器组的历史数据。显示历史数据时也包括列表显示和曲线显示两种方式。历史数据曲线的点数也同样可以配置。

本实施例中，所述移动管理终端还可以用于当所述温湿度数据满足报警条件时，可通过不同的颜色显示、信息提示和振动响铃等特色功能进行报警，所述无线传感器组采集的温湿度数据一旦满足报警条件，用户通过移动管理终端就能一目了然。

本实施例中，所述移动管理终端可按日，按月，按年从所述数据分析服务器上获取不同所述无线传感器组采集的温湿度数据的统计分析报表。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种移动环境监测系统，其特征在于，包括：

多个无线传感器组，分别放置在各监测点，各无线传感器组用于采集所在监测点的空气及土壤内的温湿度数据，并通过2.4G的无线频段发送；

网关设备，用于通过2.4G的无线频段接收所述无线传感器组采集的所述温湿度数据，然后通过GPRS或3G发送；

数据分析服务器，用于接收所述网关设备发送的所述温湿度数据，校验后存入数据库。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

移动管理终端，用于访问所述数据分析服务器中保存的温湿度数据；还用于发送命令给所述数据分析服务器。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

中继设备，用于将所述无线传感器组采集的所述温湿度数据发送给所述网关设备；

所述网关设备接收所述无线传感器组采集的温湿度数据时，直接从所述无线传感器组接收，或通过所述中继设备接收。

4.如权利要求2所述的系统，其特征在于：

所述移动管理终端为智能手机端。

5.如权利要求1到4中任一项所述的系统，其特征在于，所述无线传感器组包括：

无线空气温湿度传感器，用于采集监测点空气的温度和湿度；

无线土壤温湿度传感器，包括伸入土壤的触头，用于采集监测点土壤内的温度和湿度。

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