专利名称：一种基于无线传感器网络的环境监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种环境监测系统，特别是一种基于无线传感器网络的环境监测 系统。
背景技术：
随着我国经济发展，社会进步和人们环保意识的提高，环境质量的问题越来越多 的为公众所注意，但是我国环境监测的发展还远不能满足环境监测的要求，监测仪器的质 量参差不齐、功能不全。如何进一步提高环境的监测水平，采用多元化的监测手段对环境污 染状况做出科学的、更为全面的评价是当前环境监测工作面临的首要问题。由于环境监测系统具有采样数据量大，传输距离远，以及环境条件差别大的特点， 长期以来数据传输部分一直是人们关注的焦点。目前市场上的环境监测系统主要采用 MODEM和电话机实现远程通信，但由于电话线具有通信速度慢，质量差的缺点，使环境监测 系统的运用受到了局限。而当前世界是一个信息世界，信息的获取传输也逐步从有线过渡 到无线。随着无线通信事业的发展，无线传输这一技术越来越多的为人们所熟悉，相应的产 品也渗透到社会生活的各个领域，如无线抄表、数字图像传输、小区传呼、工业数据采集、非 接触RF智能卡、安全防火系统、区域报警系统的数字信号传输等，而这一技术的最大作用 便是优化数据传输系统的效率；如果能将这以技术运用于环境监测系统中，这将大大提高 监测系统的工作效率，以及扩大监测系统的运用范围。
发明内容发明目的本实用新型的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种基于无线传 感器网络的、分布式的、高性能远程传输数据的环境监测系统。技术方案为了实现以上目的，本实用新型所述的一种基于无线传感器网络的环 境监测系统，它包括中心服务器、通信终端和环境监测仪；中心服务器与通信终端连接； 通信终端与环境监测仪连接。本实用新型中，中心服务器、通信终端和环境监测仪三者的作用如下1)环境监测仪收集的各种环境参数通过数据采集器，其功能是对检测区域的各 种环境参数进行实时测量，并可在接收通信终端转发的各种检测指令。2)中心服务接收并处理及保存来自多个终端的环境监测信号，实时地将当前与 检测中心连接的多个终端的大气、酸雨、水质、烟雾等数据显示出来供研究人员参考，同时 中心服务器提供WEB服务，可以通过互联网用手机或PC机查询到所需的环境数据信息。3)通信终端中心服务器与环境监测仪之间的信息传递载体，是环境测量仪与研 究人员的桥梁，使研究人员能够随时掌握检测区域的环境情况。综上，中心服务器、通信终端和环境监测仪三者之间的工作关系为中心服务器发 出环境监测指令送到通信终端，通信终端将指令分别传输到环境监测仪中的各种数据采集 器中，环境监测仪中的各种数据采集器收到监测指令后开始工作，对环境进行测量和监测，然后将采集到的多种环境参数逆向传输到通信终端，通信终端再逆向传输到中心服务器， 中心服务器对接收的环境监测数据进行整合处理。本实用新型中，作为优选方案所述中心服务器与通信终端通过3G无线通信技术构建的远距离通信网络相连 接，并采用TCP/IP协议实现数据收发，进而实现了中心服务器与通信终端的数据通信链路。所述通信终端与环境监测仪通过蓝牙构建短距离无线通信网络，并且构建用户数 据传输协议，实现通信终端与环境监测仪的数据通信链路。本实用新型中，作为进一步的优选方案，中心服务器、通信终端和环境监测仪的模 块设置如下A)中心服务器包括服务器数据处理模块、服务器数据存储模块、查询终端、辅助 诊断模块、数据管理模块、数据库服务器和WEB服务器；上述模块之间的连接关系为所述 通信终端与服务器数据处理模块相连；服务器数据处理模块又分别与服务器数据存储模 块、查询终端、辅助诊断模块相连；服务器数据处理模块与数据库服务器相连；数据库服务 器与WEB服务器相连；数据管理模块与数据库服务器相连。上述各种模块的具体说明如下服务器数据处理模块接收研究人员发出的命令并转化为这种控制指令，发出控 制指令，对接收到的各种环境参数与历史数据或设定数据进行比较，设置反馈；服务器数据存储模块存储环境参数、环境档案、紧急情况处理方案及处理结果信 息；查询终端提供研究人员对环境参数的查询、监控，并接收研究人员的各种控制指 令；辅助诊断提供简单的辅助诊断功能，根据历史处理方案，对研究人员的起协助作 用；数据管理模块数据库管理、WEB服务器管理、环境档案管理等各种数据的添加、 删除、修改；数据库服务器整个系统的数据存储核心，建立完善的数据存储关系数据库，包括 环境、参数等数据；WEB服务器提供研究人员查询各种信息；本实用新型优选方案中，所述中心服务器中各模块的工作流程为首先服务器数 据处理模块从通信终端中接收环境数据，然后对环境数据进行统计、分析处理，或者编辑环 境档案，然后通过服务器数据存储模块将环境数据和/或处理结果、和/或环境档案存储入 数据库服务器中；数据管理模块可以对数据库服务器中的数据进行添加、删除、修改管理； WEB服务器可以对数据库服务器中的数据进行调用，实现各种信息的查询；在数据处理时， 研究人员可以通过查询终端对环境参数的查询、监控，并可发出指令，同时可以通过辅助诊 断模块辅助查询终端的使用。B)通信终端包括终端数据处理模块、终端数据存储模块、显示单元；上述模块之 间的连接关系如下所述中心服务器和环境监测仪都与通信终端内部的终端数据处理模块 相连；终端数据处理模块又分别与终端数据存储模块和显示单元相连。[0026]为了更好的预警，所述通信终端内还可设有报警模块，该报警模块与终端数据处 理模块相连。上述模块的具体说明如下终端数据处理模块接收中心服务器发出这种控制指令，并将控制指令转发向环 境监测仪中，对接收到的各种环境参数进行对比、修复和传输；终端数据存储模块存储各种运行信息，包括用户环境参数、工作参数等；显示单元显示各种环境参数；报警模块报警模块中可以预设号码，工作时，根据终端数据处理模块中环境参数 的对比分析，若遇危机情况，发出声光报警，并拨打预设号码，发出紧急呼救。本实用新型的优选方案中，所述通信终端的工作流程为1)当中心服务器送出指 令时，终端数据处理模块将指令传至环境测量仪，环境测量仪按指令工作；2)当环境测量 仪将检测的环境数据传入通信终端，通信终端中的终端数据处理模块将环境数据进行统 计、分析，如环境数据超过设定的危机临界值，启动报警模块预警；终端数据存储模块将终 端数据处理模块中的环境数据进行存储并通过显示单元显示。C)环境监测仪提供原始数据采集各种环境参数的数据采集器，由各种传感器组 成。所述数据采集器优选采用碳氢化合物测定仪、大气测定仪、酸雨测定仪、COD测定仪。本实用新型还对中心服务器、通信终端与环境监测仪之间的数据通信做了进一步 的优化所述中心服务器与通信终端之间设有SOCKET通信模块和数据分装模块，通过 SOCKET通信模块和数据分装模块实现数据通信。所述通信终端与环境监测仪之间设有数据封装模块和蓝牙通信模块；通过数据封 装模块和蓝牙通信模块实现数据通信。其中各功能模块说明如下SOCKET通信模块连接医院中心服务器与通信终端的桥梁，通信载体为TCP/IP协 议，此模块利用SOCKET编程，实现数据收发；数据封装模块将各种环境参数按照通信数据格式(具体格式参加以下章节)进 行封装；蓝牙通信模块连接环境测量仪与通信终端的桥梁，通信载体为蓝牙协议，此模块 利用蓝牙的SPP服务创建的虚拟串口进行编程，实现数据收发。有益效果本实用新型提供的一种基于无线传感器的环境监测系统，与现有技术 相比具有以下优点1)本实用新型所述的基于无线传感器的环境监测系统，由于采用了远程数据通 信，大大提高了系统的数据传输性能，扩大了运用范围，特别是能够运用于条件恶劣、干扰 大的环境中。2)本实用新型所述的基于无线传感器的环境监测系统中远距离传输数据准确率 高，传输速度快。3)本实用新型所述的基于无线传感器的环境监测系统中由于采用了无线传输，实 现了多种环境参数的低成本分布式监测管理，大大减低了生产成本，同时使整个环境监测 系统设计结构更合理、更简单、操作更方便。
图1为本实用新型所述的一种基于无线传感器的环境监测系统的结构示意图；图2为本实用新型所述的一种基于无线传感器的环境监测系统的中心服务的结 构示意图；图3为本实用新型所述的一种基于无线传感器的环境监测系统中通信终端的结 构示意图；图4为本实用新型所述的一种基于无线传感器的环境监测系统的另一结构示意 图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于 说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术 人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。如图1、图2、图3和图4所示的一种基于无线传感器的环境监测系统，它包括中 心服务器、通信终端和环境监测仪；所述中心服务器与通信终端之间通过SOCKET通信模块 和数据分装模块的运用，采用了 3G无线通信技术构建远距离通信网络实现数据通信链路； 通信终端与环境监测仪之间通过数据封装模块和蓝牙通信模块的运用，采用蓝牙构建短距 离无线通信网络实现数据通信链路。本实施例中所述中心服务器包括服务器数据处理模块、服务器数据存储模块、查 询终端、辅助诊断模块、数据管理模块、数据库服务器和WEB服务器；所述通信终端包括终 端数据处理模块、终端数据存储模块、显示单元、报警模块；所述环境测量仪为碳氢化合 物测定仪、大气测定仪、酸雨测定仪、COD测定仪。本实施例工作时可分为检测模式和控制模式；当处于检测模式时，环境测量仪与通信终端建立蓝牙SPP连接，环境测量仪中的 各种仪器实时采集各种环境参数，通过数据封装模块将环境数据进行封装，利用蓝牙通信 模块发送至通信终端，通信终端收到原始采集数据后，终端数据处理模块进行对比分析处 理、通过终端数据存储模块保存，若出现异常情况，可通过报警模块中设置的预设号码拨打 报警，同时显示单元可显示存储的数据。通信模块与中心服务器之间，利用移动通信3G网 络为载体，通过SOCKET通信模块建立连接，实现数据收发；数据经过数据封装模块封装后 发送至中心服务器，中心服务器中的服务器数据处理模块对数据进行详细的统计、分析；通 过服务器数据存储模块存储到数据库服务器中，数据管理模块可对数据库服务器中进行管 理；同时研究人员可通过WEB服务器，采用WEB方式对数据进行查询、统计、报表输出。当处于控制模式时，研究人员通过TOB方式，输入控制指令，中心服务器将控制命 令通过数据封装模块封装打包后转发至通信终端，通信终端收到命令后，服务器数据处理 模块按照命令格式对各种命令进行解析，将对环境测量仪的控制命令封装打包，发送至环 境测量仪，环境测量仪根据不同的命令，对各种环境数据采集仪器的工作方式及参数进行 设置。
权利要求一种基于无线传感器网络的环境监测系统，其特征在于它包括中心服务器、通信终端和环境监测仪；中心服务器与通信终端连接；通信终端与环境监测仪连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的环境监测系统，其特征在于所 述中心服务器与通信终端通过3G无线通信技术构建的远距离通信网络相连接，实现了中 心服务器与通信终端的数据通信链路。
3.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的环境监测系统，其特征在于所 述通信终端与环境监测仪通过蓝牙构建短距离无线通信网络，实现通信终端与环境监测仪 的数据通信链路。
4.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的环境监测系统，其特征在于所 述中心服务器包括服务器数据处理模块、服务器数据存储模块、查询终端、辅助诊断模块、 数据管理模块、数据库服务器和WEB服务器；所述通信终端与服务器数据处理模块相连；服务器数据处理模块又分别与服务器数据 存储模块、查询终端、辅助诊断模块相连；服务器数据处理模块与数据库服务器相连；数据 库服务器与WEB服务器相连；数据管理模块与数据库服务器相连。
5.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的环境监测系统，其特征在于所 述通信终端包括终端数据处理模块、终端数据存储模块、显示单元；所述中心服务器和环境监测仪都与通信终端内部的终端数据处理模块相连；终端数据 处理模块又分别与终端数据存储模块和显示单元相连。
6.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的环境监测系统，其特征在于所 述环境监测仪为采集各种环境参数的数据采集器。
7.根据权利要求6所述的一种基于无线传感器网络的环境监测系统，其特征在于所 述数据采集器为碳氢化合物测定仪、大气测定仪、酸雨测定仪、COD测定仪。
8.根据权利要求3所述的一种基于无线传感器网络的环境监测系统，其特征在于所 述中心服务器与通信终端之间设有SOCKET通信模块和数据分装模块，通过SOCKET通信模 块和数据分装模块实现数据通信。
9.根据权利要求3所述的一种基于无线传感器网络的环境监测系统，其特征在于所 述通信终端与环境监测仪之间设有数据封装模块和蓝牙通信模块；通过数据封装模块和蓝 牙通信模块实现数据通信。
10.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的环境监测系统，其特征在于所 述通信终端内还设有报警模块，该报警模块与终端数据处理模块相连。
专利摘要本实用新型所述的一种基于无线传感器网络的环境监测系统，包括中心服务器、通信终端和环境监测仪；中心服务器与通信终端连接；通信终端与环境监测仪连接。本实用新型所述的基于无线传感器的环境监测系统由于采用了远程数据通信，大大提高了系统的数据传输性能，扩大了运用范围，特别适用于条件恶劣、干扰大的环境，并且本实用新型中数据检测准确率高，数据传输速度快，生产成本低。
文档编号G01D21/02GK201725417SQ20102022583
公开日2011年1月26日 申请日期2010年6月13日 优先权日2010年6月13日
发明者廖建明, 张景东, 王亦德 申请人:苏州阊亦宏环保科技有限公司