高分辨力城市小气候感知网络搭建方法
【专利摘要】本发明为实现城市小气候高分辨力监测而搭建感知网络的一种搭建方法。其中主要包括监测单元模块、Zigbee无线通信模块、GPRS模块、数据采集中心、太阳能供电模块。所述的监测单元模块主要实现城市小气候环境信息的数据采集功能；所述的Zigbee无线通信模块通过自组网络将监测单元模块获取的城市小气候环境信息发送给GPRS模块；所述的GPRS模块将所接受到的Zigbee传输数据发送到数据采集中心；所述的数据采集中心将接收到的通过GPRS模块传输回来的城市小气候数据；所述的太阳能供电模块主要包括太阳能板和蓄电池组成的蓄电单元，主要为Zigbee无线通信模块和GPRS模块提供电源。本方法对城市小气候的时空发育过程及影响机理研究具有一定的促进意义和推广前景。
【专利说明】高分辨力城市小气候感知网络搭建方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线环境监测领域，特别是一种基于Zigbee&GPRS的多级无线环境监测网络。
【背景技术】
[0002]城市小气候是指城市近地面大气小范围内的气候，随着我国城市化水平的推进，城市地形和下垫面性质日益破碎化和多元化，极大地改变了局地小气候的时空格局。上世纪七十年代以来，快速城市化导致我国城市规模剧增、建筑密度加大且高度提升，城市开放空间及公共绿地不断减少，这种城市格局的改变产生了有别于郊区的破碎化和多元化的城市小气候。良好的小气候品质，不仅可以提高城市居民室内和户外的舒适感，降低建筑物在冬季取暖和夏季降温所需的能耗，还可以及时的缓释城市下垫面附近因汽车尾气等所造成的大气污染和城市热岛效应。因此，通过高分辨率监测及研究城市小气候的时空分布特征及发育机理对研究和解决各种城市大气污染、城市建筑能耗、城市热岛效应、城市舒适度等环境问题具有重要的参考价值。
[0003]但是，目前城市小气候研究中，数据来源主要靠人工观测和自动气象站监测，这种低分辨率的城市小气候监测难以满足对日愈破碎化和多元化的城市小气候格局研究的实际需求，主要原因是目前城市小气候监测设备成本，功耗及维护成本高。以低功耗、低成本、快速高效的获取高分辨率的城市小气时空格局特征对城市环境的相关研究具有重要的现实意义。

【发明内容】

[0004]为解决上述问题，本发明采用Zigbee无线传输与GPRS传输相结合，搭建了多级的、自供电城市小气候感知无线传输网络，可以实现低成本、低功耗、自供电、高分辨力的城市小气候网络化感知。
[0005]本发明包括城市小气候监测单元模块、Zigbee无线通信模块、GPRS模块、数据采集中心、太阳能供电模块。
[0006]所述的城市小气候监测单元模块主要实现城市小气候环境信息的数据采集功能，主要采集空气湿度、空气温度、风速、气压等城市小气候参数。
[0007]所述的Zigbee无线通信模块与检测单元模块相连接，通过自组网络将监测单元模块获取的一定区域内的城市小气候环境信息发送给GPRS模块。
[0008]所述的GPRS模块将所接受到的Zigbee传输数据通过3G网络发送到数据采集中心。
[0009]所述的数据采集中心将接收到的通过GPRS模块传输回来的城市小气候数据进行存储、统计与管理，并以可视化的形式进行展示。
[0010]所述的太阳能供电模块主要包括太阳能板和蓄电池组成的蓄电单元，主要为Zigbee无线通信模块和GPRS模块提供电源。[0011]本发明是一种基于Zigbee和GPRS所构建的多级网络所实现的低成本、低功耗、高分辨力城市小气候感知网络，其有益效果是:有效地解决了城市小气候监测费事费力的现象，实现了数字化、低成本、低功耗、高分辨力的城市小气候感知。该网络具有组网方便、低成本、低功耗等特点，在城市小气候高分辨力解析研究中具有举足轻重的使用价值和市场推广前景。
【专利附图】

【附图说明】
[0012]图1是本发明的高分辨力城市小气候感知网络搭建示意图。
【具体实施方式】
[0013]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
[0014]如图1所示，本发明为高分辨力城市小气候感知网络，主要包括城市小气候监测单元模块、Zigbee无线通信模块、GPRS模块、数据采集中心、太阳能供电模块。
[0015]所述的城市小气候监测单元模块主要实现城市小气候环境信息的数据采集功能，主要采集空气湿度、空气温度、风速、气压等城市小气候参数。
[0016]所述的Zigbee无线通信模块与检测单元模块相连接，通过自组网络将监测单元模块获取的一定区域内的城市小气候环境信息发送给GPRS模块。
[0017]所述的GPRS模块将所接受到的Zigbee传输数据通过3G网络发送到数据采集中心。
[0018]所述的数据采集中心将接收到的通过GPRS模块传输回来的城市小气候数据进行存储、统计与管理，并以可视化的形式进行展示。
[0019]所述的太阳能供电模块主要包括太阳能板和蓄电池组成的蓄电单元，主要为Zigbee无线通信模块和GPRS模块提供电源。
[0020]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。
【权利要求】
1.本发明为实现城市小气候高分辨力监测而搭建感知网络的一种搭建方法，其特征在于，所述城市小气候高分辨力监测而搭建感知网络搭建方法主要包括监测单元模块、Zigbee无线通信模块、GPRS模块、数据采集中心、太阳能供电模块。
2.如权利I所述的城市小气候高分辨力监测而搭建感知网络搭建方法，其特征在于，所述的监测单元模块主要实现城市小气候环境信息的数据采集功能。
3.如权利I所述的城市小气候高分辨力监测而搭建感知网络搭建方法，其特征在于，所述的Zigbee无线通信模块与检测单元模块相连接，通过自组网络将监测单元模块获取的一定区域内的城市小气候环境信息发送给GPRS模块。
4.如权利I所述的城市小气候高分辨力监测而搭建感知网络搭建方法，其特征在于，所述的GPRS模块将所接受到的Zigbee传输数据通过3G网络发送到数据采集中心。
5.如权利I所述的 城市小气候高分辨力监测而搭建感知网络搭建方法，其特征在于，所述的数据采集中心将接收到的通过GPRS模块传输回来的城市小气候数据进行存储、统计与管理，并以可视化的形式进行展示。
6.如权利I所述的城市小气候高分辨力监测而搭建感知网络搭建方法，其特征在于，所述的太阳能供电模块主要包括太阳能板和蓄电池组成的蓄电单元，主要为Zigbee无线通信模块和GPRS模块提供电源。
【文档编号】G01W1/02GK103901506SQ201410121485
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】郑拴宁, 苏晓丹, 王豪伟, 李春明 申请人:中国科学院城市环境研究所