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物聯網技術在海洋污染監控中的應用

所屬欄目:計算機網絡論文 發布日期:2019-08-24 10:31 熱度:

   摘 要: 為解決傳統海洋污染監控方法存在監控有效性較低的不足,提出了物聯網技術在海洋污染監控中的應用研究。基于海洋污染傳感器節點的設計,優化海洋污染數據采集方式;利用 3G 通信模塊、ZigBee 信模等多種通信方式,改善海洋污染監控終端顯示,實現了物聯網技術在海洋污染監控中的應用研究,試驗數據表明,提出的物聯網技術在海洋污染監控中的應用,較傳統海洋污染監控,監控有效率提高 8.04%,適合與海洋污染監控。

  關鍵詞:物聯網技術;海洋污染;污染監控;傳感器

物聯網技術

  0 引 言

  隨著船舶工業的不斷革新,由船舶帶來的海洋污染成為了一個亟待解決的問題,傳統海洋污染監控方法采用人工取樣、衛星遙感的方式進行組合監控,具有可監控范圍大、宏觀反應清晰的特點,但由于人工取樣非連續性,同時衛星遙感監控對大面積已發生的污染非常有效,但針對污染面積小、或污染源處于萌發狀態時,存在監控有效性較低的不足[1],為此提出了物聯網技術在海洋污染監控中的應用研究。基于海洋污染傳感器節點的設計,對海洋污染數據采集方式進行優化,利用 3G 通信模塊、ZigBee 信模等多種通信方式,改善海洋污染監控終端顯示,實現了物聯網技術在海洋污染監控中的應用研究,為了保證提出的應用物聯網技術的海洋污染監控的有效性,進行仿真對比試驗。試驗數據表明,提出的物聯網技術在海洋污染監控中的應用研究,與傳統海洋污染監控方法比,具有較高的有效性。

  1 優化海洋污染數據的采集方式

  利用物聯網的架構優勢,對海洋污染數據的采集方式進行優化,考慮到海洋潮汐、船舶航行、海水腐蝕,以及海洋生態環境的影響,設計的海洋污染傳感器節點網絡,應具有高強度、耐蝕性優良、體積小、數量少的特點,對海水生態環境不造成其他負面影響。考慮到海洋污染的構成,為此設計的海洋污染傳感器節點結構,利用 CC2430 系統芯片,具有成本低、功耗低、受行駛過程中的船舶機動影響小的特點,且可以滿足 ZigBee 為基礎的 2.4 GHz ISM 波段應用,為此設計的海洋污染傳感器節點結構如圖 1 所示。

  2 改善海洋污染監控終端顯示方式

  改善海洋污染監控終端顯示方式是指將所有的傳感器節點進行統一顯示,在整體上對海域狀態進行分析,不同網絡傳感器節點依托電源處理模塊,應用 3G 通信模塊、數據采集器、藍牙模塊、ZigBee 信模的方式進行無限傳輸,其中單個節點,依靠數據采集器進行傳輸,相鄰較近的 2 個節點依靠藍牙模塊進行傳輸,相鄰同一片區域的依托 ZigBee 信模進行數據傳輸,與控制端的信息傳輸是通過 3G 通信模塊實現的,其海洋污染信息通信流程示意圖,如圖 3 所示。

  將獲得的海洋污染數據利用信號修正、模擬轉換、數據處理的方式對數據進行發送,控制端利用數據收集機制,將發送的數據利用通信模式,以及外部數據儲存器,對海洋污染數據進行手機,最終顯示在控制端的計算機上,其海洋污染數據在控制端計算機顯示示意圖,如圖 4 所示。基于優化海洋污染數據的采集方式,以及改善海洋污染監控終端顯示方式,實現了物聯網技術在海洋污染監控中的應用研究。

  3 實例分析

  3.1 實驗準備與試驗過程利用仿真實驗的方式,驗證提出的物聯網海洋污染監控技術的有效性,仿真試驗過程中采用傳統海洋污染監控技術方法,作為實驗對比對象,進行仿真實驗。為保證本次實驗的準確性,首先對實驗中海洋污染監控所需要的環境、對物聯網海洋污染監控所需要的系統以及實驗中所需要的海洋污染準確數據進行確定,由于本次實驗采用的是仿真實驗,所以為了更加接近真實的實驗環境,設置實驗參數如表 1 所示。

  3.2 結果分析

  根據實驗的準備與實驗過程,得出實驗結果對比表,如圖 5 所示。根據實驗對比結果表可以得出,在相同的實驗環境下,利用提出的物聯網海洋污染監控技術,能夠安全準確有效的對海洋污染進行監控。經實驗數據得出,傳統海洋污染監控技術的有效率為 82.87%,提出的物聯網海洋污染監控技術的有效率為 91.67%,提出的物聯網海洋污染監控技術較傳統海洋污染監控技術,有效率提高 8.04%,從而得出提出的物聯網海洋污染監控技術,能夠準確有效地對海洋污染進行監控。

  4 結 語

  提出了物聯網技術在海洋污染監控中的應用研究。基于海洋污染數據采集方式的優化,以及改善海洋污染監控終端顯示,實現了物聯網技術在海洋污染監控中的應用。實驗數據表明,提出的物聯網技術在海洋污染監控中的應用具有較高的有效性,希望本文的研究能夠為海洋污染監測提供理論依據。

  參考文獻:[1]白洋. 國際船源污染防治法的特點和展望 [J]. 東岳論叢, 2010, 31(8): 173–177.

  [2] 梁韶華, 朱劍鋒, 薛斌. 北部灣海洋船舶污染實時監控系統設計 [J]. 艦船科學技術, 2017(10): 167–170

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文章標題:物聯網技術在海洋污染監控中的應用

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