第一篇：基于WSN 智能家庭温湿度监测系统设计论文
随着物联网技术的发展，比尔盖茨的智能家庭开始有机会走进寻常百姓家。该文主要介绍一种基于WSN技术实现家庭温湿度环境监控的方案，本系统易于扩展，可以作为智能科技家庭的框架，通过扩展模块，可以作为一个完整的智能家庭解决方案。笔者对软硬件方面进行了研究分析，着重分析系统架构模型，并对子模块的功能和工作原理做了简单描述。该系统云平台采用最新的Node.js技术做支撑，系统基于RESTful风格构建。引言
随着社会的发展，人们对于生活居住条件的要求越来越高，人们希望可以像比尔盖茨一样随时随地掌控居住环境。近些年，由于信息技术和传感器技术等的不断发展，智能家庭正在悄悄走进千家万户。智能家庭是在联网设备的基础上，通过传感器采集数据，网络后台获取并存储数据，通过特定的算法对数据进行分析，将得到的结果返回给执行机构或通知用户，从而为用户提供一个智能的居家生活环境。目前智能家庭系统方案众多，各有优缺点。
笔者在智能家庭方面进行了研究，提出了一套易于扩展、高性能的智能家庭系统。本系统是一个轻量级的但功能完整的智能家庭系统。传统的智能家庭对设备的控制大多基于局域网络，只适应于家庭内部进行监测控制，本系统以家庭为单位，将所有家庭的数据采集到云端存储，便于以后的分析挖掘，使本系统可以更加智能，同时系统采用分层的模块化架构，便于维护和扩展。本系统在设计的时候充分考虑安全和成本，力求在安全的前提下降低系统成本。系统架构
2.1 整体架构设计
如图1所示，每个家庭都通过 TCP/IP 协议接入智能家庭云平台，在家庭和Internet 之间通过网关管理控制，家庭内部则采用 Zigbee 构建的局域网进行通信，达到监测和控制的目的。用户可以通过客户端连接到云平台查看家庭环境数据和控制家庭中的联网设备。云平台可以通过特殊的算法对采集到的数据进行分析处理，层而达到越用越聪明的目的。
Zigbee 是一种低功耗、短距离、低速短延时、简单大容量、安全可靠的无线网络传输技术[1]。zigbee 具有强大的自组织网络性能，主要工作在ISM 频段。其中，2.4GHz 频段较为常见，并且免费使用。在每一个家庭中通过 Zigbee 构建局域网络，达到安全可靠、成本低、低功耗的家庭网络的需求。
家庭网关采用Arduino 模块。Arduino 是一块基于开放原始代码的 Simple I/O平台[2]，因为 Arduino 是为业余电子爱好者开发的，所以开发语言和开发环境具有简单易懂的特点，同时Arduino 开发语言是建立在 C语言的基础上，功能强大，可以尽情发挥想象[3]。Arduino 以其简单、便宜、功能强大赢得了成千上万电子工程师的喜爱。
客户端采用 WEB 形式，降低开发成本并且具有很高的兼容性。当模块增多，功能复杂的时候可以考虑开发APP，本身 APP 也可以通过 webview 等组建直接嵌入 WEB页面，同时 WEB 也可以直接和微信打通，方便用户使用。
2.2 云平台架构设计
本系统采用 REST 架构。REST(Representational State Transfer)表征状态转移是从资源的角度看待整个网络[4]，分布在网络中的各种资源都是通过 URL(统一资源定位器)来唯一确定，应用程序可以通过 URL 来取得网络资源的表征，从而改变其状态。REST 架构希望通过统一的 Hypermedia Controls，实现标准的可扩展性高的标准语义及表现形式，从而达到无需人工干预、机器之间通用的交互协议边的目的[5]。
物联网(Internet of things)能够让被独立寻址的物体互相连通，其中涉及的联网设备非常庞大，物联网包含的物体个数保守估计在千万亿级别，面对如此强大的资源世界，采用 REST 架构构建物联网系统，在目前来看是最好的解决方案。硬件实现
3.1 主控制器设计
主控制器采用Arduino+Zigbee模块，如图，Arduino 拥有14个数字IO 接口和6个模拟 IO 接口，外部供电5V～9V 直流电源，输出5V 和3.3V 直流电压，采用 Atmega328微处理器控制器芯片。Zigbee 模块使用 TI 公司的 CC2530芯片，此芯片具有增强型 8051CPU，系统内部可以编程闪存，且其具有4种不同的闪存运行模式模式，可直接在片上系统进行编程且代码移植性好，技术成熟，成本低等优势让其成为目前 ZIGBEE 开发的主流芯片。
3.2 温湿度监测模块
通过DHT11温湿度传感器实时采集数据并通过 Zigbee 网络传输给网关。DHT11具有快速响应、全程测量、数字输出等优点。
3.3 继电器控制模块
主要由继电器和简单的电路构成，用于接收动作命令控制大功率家电设备。
3.4 电路检错模块
电路检错模块独立封装，用于检测设备是否正常，检错电路工作原理：协调器获得开灯指令后，如果电路输出为高电压状态，即设备损坏或电路接触不良等，则客户端和主控制器检错指示灯亮，提醒用户检查电路情况。软件实现
4.1 硬件系统工作流程
设备开始运行先进行初始化，然后尝试连接到云平台，如果没有连接成功则写入日志并再次尝试，三次之后若还没有成功则对用户做出反馈。硬件设备成功连接到网络之后开始等待指令，得到指令之后立即执行指令，成功则继续等待执行下一条指令，如果执行不成功则记录到日志并对用户做出反馈。用户可以随时查看设备日志，方便发现问题并解决问题。
4.2 云平台设计实现用
服务器采用 Node.js 技术实现。Node.js 是一个可以让服务器运行 javascript 脚本的平台，使 javascript 可以像 PHP、Perl、Ruby、Python 等语言一样不需要依赖于浏览器运行。Node.js 是为实时 WEB 而生，在构建之初就考虑在实时响应、超大规模数据要求下架构的可扩展性。
Node.js的特点是单线程、异步 IO、事件驱动，这种程序设计模型的优点是性能优异、开发效率高[10]。目前 Node.js 凭借其优秀的特性吸引了一大批开发者和公司，形成了一个庞大的生态系统。成千上万的第三方模块让 Node.js 开发更加高效，因此我们选择采用 Node.js 技术构建智能家庭系统的服务器平台。
4.3 客户端设计实现
通过服务器提供的 API，可以很方便实现各个平台的客户端。为了减少开发周期和尽可能多的适配客户端，我们选择先实现自适应的 WEB 客户端。采用WEB 技术实现客户端，可以一次开发多种
客户端适配，不同尺寸、不同平台的设备都可以得到一个完美的呈现。
5结束语
本文是在参考了其他智能家庭实现方案的基础上，进一步简化流程和优化操作之后设计的一种智能家庭解决方案。相比以往Zigbee网络的智能家庭系统，主要增加了HTTP协议支持，让用户随时随地掌控家庭;采用RESTful风格设计，方便设备连接和二次开发，加入云平台的概念，给智能家庭带来无限可能。目前系统存在的不足是服务器端无法直接发起会话，后期会通过mqtt协议解决这个问题。
第二篇：WSN的低功耗湿地土壤监测系统设计论文
摘要：针对扎龙自然保护区的土壤环境监测需求，采用ＣＣ２５３０ＰＡ模块设计终端节点，基于Ｚ－Ｓｔａｃｋ协议栈搭建自组织传感网络，传感器选取土壤湿度传感器、温度传感器以及雨滴传感器，组建低功耗湿地土壤监测系统。系统结合低功耗路由协议和实际环境监测需求提出采集发送端低功耗节点设计的改进算法，有效地减少节点的功耗、传输延迟和丢包率，从而延长整个网络生存时间。
关键词：自组织网络；无线传感网络；ＣＣ２５３０；低功耗
０引言
扎龙自然保护区是同纬度地区最原始、物种最丰富的湿地自然综合体。湿地内有大面积的沼泽和草甸，苇丛茂密、鱼虾众多，是水禽理想的栖息地。近年来由于人类活动的增多，对其环境有不同程度的破坏和污染。土壤参数作为生态环境的重要的指标之一［１］，可预警环境的前期污染，因此拟采用现代化的监测方法，针对扎龙湿地的重点区域实现土壤参数的监测。无线传感技术对比传统土壤监测手段具有低功耗、体积小、自组网等优势，是现代化监测土壤环境的最佳手段［２］。本文将无线传感网络的技术应用于扎龙自然保护区的土壤监测中，并采用低功耗的路由算法［３－５］搭建高效且节能的传感网络监测平台。
１体系结构及工作原理
土壤环境监测系统由终端采集节点、路由节点、协调器节点和上位机软件组成，系统结构如图１所示。终端采集和路由节点采用ＣＣ２５３０Ｆ２５６组成控制器、ＣＣ２５９１（ＰＡ）功率放大器组成收发器，结合土壤湿度、温度和雨滴检测传感设备进行数据的采集、处理、存储，最终协调器通过串口ＲＳ４８５上传至ＰＣ上位机终端。数据的解析、存储和曲线绘制等均在上位机终端上完成。上位机设计采用Ｌａｂｖｉｅｗ实现对无线传感网络的控制及数据接收。
２系统硬件设计
结合扎龙湿地土壤环境监测要求和传感器功耗、成本、测量范围及精度考虑，选取了土壤湿度传感器ＹＬ—６９、温度传感器１８Ｂ２０以及雨滴传感器。系统基于ＣＣ２５３０ＰＡ模块（尺寸３．６ｃｍ×２．７ｃｍ；标准ＳＭＡ天线接口（２．４Ｇ天线）；ＰＡ使用ＣＣ２５９１，全官方设计，完全兼容最新版协议栈，支持睡眠；可靠距离＞８００ｍ，自动重连距离达＞６００ｍ）。因此在４００ｍ区域内只需一个传感节点即可满足监测要求。终端节点主要负责采集监控区域的土壤环境信息和模数转换。系统硬件功能如图２所示，主要由ＭＣＵ、传感采集模块、Ａ／Ｄ转换、信号调理电路、无线通信模块和电源模块等组成。综合考虑功耗、测量范围、测量精度和成本等问题，最终选择土壤湿度、温度和雨滴传感器，电源模块在采集节点和路由节点上使用锂电池，协调器则使用交流电源供电。
３低功耗节点软件设计
由于终端采集节点采用锂电池供电，随着电量的消耗殆尽节点也会随之失效，直接影响和决定着整个监测系统的生存时间。因此节点的低功耗路由算法显得至关重要。
３．１基于离散组包传输的软件设计
节点的低功耗设计已经得到广泛认可，本系统结合低功耗路由协议和扎龙湿地实际土壤环境监测要求提出了采集发送端低功耗节点设计的改进算法。在实际监测中，考虑到采集的一个或多个环境参数的变化可能是土壤环境受到污染的可能性增加，所以需要对这些数据组包发送。本文结合低功耗路由算法和需要采集的参数提出了离散组包传输设计来降低采集节点端的能耗。由于环境的采集对数据的实时性要求不高，并且采集数据变化缓慢，此方法可以有效的减少数据的冗余，从而降低能耗。
３．２基于离散组包传输的软件设计
传感器节点集成有土壤温度、土壤湿度和雨滴传感器，且节点同时采集３个参数。由于环境参数的变化缓慢，所以测量值的波动变化比较平缓，因此如果周期地上传监测数据，数据产生大量冗余，消耗了大量的节点能量。为了改善节点能量的浪费，本文提出了设置阈值触发节点机制，从而有效延长的节点的生命周期。假设当前已测得环境变量ｉ（ｉ＝１，２，３，…，ｎ）值为Ｄｉ（ｔ＋１），上一次所测该环境变量值为Ｄｉ（ｔ），测量周期为Ｔ，εｉ为预设阈值，当｜Ｄｉ（ｔ＋１）－Ｄｉ（ｔ）｜＞εｉ时，即测得某种环境变量的变化超过预设阈值εｉ时，将测得该环境变量值Ｄｉ（ｔ＋１）加入发送帧载荷中。当遍历ｎ个传感器，将满足条件的环境变量测量值动态组合加入帧载荷，遍历结束后节点传输数据帧。假如所有环境变量测量值未满足条件，没有数据加入发送帧载荷，节点则不触发射频模块，不发送数据。即根据环境变化以紧凑的方式自适应发送变化量较大的值。其中，εｉ值和采样间隔Ｔ可根据具体情况进行设置。
３．３节点工作流程
节点工作流程图如图４所示。步骤１协调器负责建立网络，完成各节点的初始化。步骤２终端节点采集湿度、温度和雨滴信息。步骤３判定环境变量是否超过环境阈值εｉ，如果是，则将将测量值Ｄｉ（ｔ＋１）送入发送帧载荷；否则重新等待数据判定。步骤４判定是否遍历所有传感器，如果是，则传输动态组合数据帧；如果否，则继续执行步骤。
４测试结果与分析
测试地点选取扎龙自然保护区，测区长１２００ｍ、宽４００ｍ，布置６个传感节点、２个路由节点和１个协调器节点，节点采用锂电池供电，节点部署图如图５所示。同时采用标准测试仪与采集结果进行对比测试，并且对比采用低功耗传感节点和周期性采集节点进行分析。
４．１节点功耗测试
无线传感器网络中节点的功耗直接影响着整个网络的生存时间。节点的射频消耗的能量占节点消耗的大部分能量，因此在相同时间下，发送的数据帧总长度与节点能耗成正比例关系。分析时间设定为２０１４年６月２６日至２０１４年７月２５日为期３０天的监测数据为参考，对比低功耗节点与周期发送节点的发生数据帧总长度，每１２ｈ统计一次，测试结果如图６所示。对比测试数据显示采用离散组包算法的低功耗节点和周期传输节点（２ｍｉｎ）减少了５９．４％的功耗，节能效果明显，适合长期监测。
４．２网络稳定性测试
定时发送１５０００个数据包，重复试验２０次，统计周期传输与低功耗节点的丢包率。图７、图８分别为丢包率测试和数据包延迟对比。对比图７、图８显示的性能曲线，分析计算出低功耗节点的平均丢包率为０．９５％，周期传输节点的丢包率为２．８％。比较得出低功耗节点传输丢包率低，数据包延长小且更加稳定，离散组包传输大大减少了数据量的冗余。本文提出的算法能够明显降低传感节点的功耗、减少数据包的时延和延长整个无线传感网络的工作时间。
４．３监测数据精度测试
测试从２０１４年６月２６日８时至２０１４年６月２７日８时为期２天的监测数据为参考，采集数据有土壤湿度和温度２种。测试仪的数据输出为连续曲线，周期传感节点以２ｍｉｎ为周期采集数据，低功耗节点采用自适应离散组包传输。图９、图１０为土壤温度和湿度采集数据对比。由图９、图１０可见，理论测试和实际测试数据基本吻合。５结论与讨论本文通过对传统无线传感网络分析，提出了基于离散分组传输的节点低功耗算法。通过实践测试和分析可知，低功耗算法有效地减少了节点功耗、提高传输数据效率并且降低了数据的冗余量，进而延长了整个网络上生存时间，为建立长期监测网络提供了可行性和便利性。
参考文献
［１］闫长平，马延吉．人类产业活动对湿地环境的影响研究进展［Ｊ］．湿地科学，２０１０，（１）：９８～１０４
［2］王丽娟，刘玉珍．无线传感网络节点低功耗算法改进［Ｊ］．微计算机信息，２０１０，（１９）：１１１～１１２，５１
第三篇：基于WSN的智能交通灯控制系统设计概要
收稿日期:2009-06-16 作者简介:田丰(1958—,男,辽宁沈阳人,工学博士,教授,硕士生导师,主要研究方向为计算机测控技术、无线传感器网络等;杜富瑞(1981—,男,山东滨州人,硕士研究生,主要研究方向为无线传感器网络和嵌入式系统。
基于W S N 的智能交通灯控制系统设计 田 丰,杜富瑞
(沈阳航空工业学院计算机检测与控制研究室,辽宁沈阳 110136 摘要:针对多路口的交通信号灯控制问题,提出了基于无线传感器网络的两级组织结构,搭建了交通信
号灯控制平台。利用传感器节点收集的交通信息,结合模糊控制方法,实现了交通信号灯的无线智能控制。仿真结果表明,该控制器是有效的,其控制效果优于传统的控制方法。关键词:无线传感器网络;交通信号灯控制;模糊方法;鲁棒性
中图分类号:TP273+.5;TP18
文献标识码:A
文章编号:1000-8829(200912-0056-04 D esi gn of I n telli gen t Traff i c L i ght Con trol System Ba sed on W SN TI A N Feng,DU Fu 2rui(Computer Detecti on and Contr ol Laborat ory,Shenyang I nstitute of Aer onautical Engineering,Shenyang 110136,China Abstract:For multi 2juncti on traffic signal contr ol syste m ,t w o 2tier organizati onal structure based on wireless sens or net w orks(W S N is p r oposed,and a p latfor m f or traffic signal contr ol syste m with W S N is built.By using the collected inf or mati on about traffic and fuzzy contr ol method,the goal of intelligent contr ol for the traffic
lights is realized.The si m ulati on shows that the contr oller is realizable and better than the traditi onal contr ol methods.Key words:wireless sens or net w orks;traffic signal light contr ol;fuzzy method;r obustness
交通灯控制系统是一个典型的复杂大系统,具有时变、非线性、不易确定数学模型的特点。现有交通灯控制系统主要分为两类:定时控制和感应式控制。定时控制不能适应车流的动态变化,只适用于路面车流量较少的情况;感应式控制易受外界干扰,且在安装过程中,容易造成对道路的损坏。此外,这两种控制方式都只能单独地控制某一点,并不能实时、多点、联测、联动的控制。
无线传感器网络(W S N,wireless sens or net w orks 作为一种新兴的测控网络技术,融合了短程无线通信技术、微电子技术、嵌入式技术等。基于W S N 的交通灯控制系统具有控制精度高、响应速度快的优点。
模糊控制不需要建立精确的数学模型,它把人的感官认识和好的控制策略联系起来,具有很强的鲁棒性。
将模糊控制与无线传感器网络相结合,以W S N 传 感器节点收集的路面信息为输入,经模糊控制器处理, 得到作为输出的控制策略,对交通灯系统实施控制,可以实现交通灯控制系统的智能化、网络化。以下首先针对多路口交通灯控制系统,提出了两级W S N 组织结构,搭建了基于W S N 的交通信息收集和控制平台;然后介绍了多路口交通灯智能控制算法的设计,以及模糊控制器的设计;最后,进行了仿真实验。W S N 交通灯控制平台
在多路口交通信号灯控制系统中,信号灯的周期、绿信比和相位差是控制向量;到达交叉路口的车辆数和各交叉路口停车线前面排队的车辆数是状态向量。详细分
析表明,同时考虑信号灯的周期、绿信比和相位差的优化,将增大计算量,使问题的求解过程变得十分
复杂[1]。针对多路口交通灯控制系统,采用两级W S N 组织结构(见图1,第1级为控制级,负责调整各交叉路口的绿信比;第2级为协调级,负责协调干线各路口周期的确定和各路口之间的相位差。
图2为无线传感器网络交通灯控制系统模型图。路口的交通灯控制节点A1及其相邻路段内的路面检测节点B i(i =1,2,3,4,5和车载节点C j(j =1,2,3,4
图1 两级交通灯控制模型组成控制级。这些传感器器节点自组织成簇:交通灯控制节点作为簇首,路面检测节点和车载节点作为簇成员。簇首A1负责收集簇内路面检测节点的数据,进行数据融合,并与相邻簇首节点进行通信;簇成员节点负责路
面信息的收集。从簇首节点中,选取一个节点作为协调级,称此节点为汇聚节点。汇聚节点以多跳的方式与各簇首节点通信,收集各路口车流量信息 , 图2 无线传感器网络交通灯控制系统模型 进行智能处理,协调各路口工作。
针对交通控制系统中信息采集、策略制定、输出执 行的实际需求,引入3类W S N节点:信息收集节点、汇 聚节点和交通灯控制节点。传感器节点是构成W S N 的基本要素,具有采集环境信息、信息处理和无线通信 功能,它们既是数据包传输的发起者,也是数据包的转
发者[1]。信息收集节点负责路面车辆信息的收集,如 车速、交通流量比等,将此数据信息传递给交通灯控制 节点,经数据融合后传递给汇聚节点;汇聚节点根据设 定的目标(如通行量最大、平均候车时间最短等运用 智能控制方法计算出最佳方案,并输出给各路口交通 灯控制节点,控制车辆的通行与禁止,实现多路口的协 调控制。
信息收集节点由路面检测节点和车载节点两部分 构成。路面检测节点用于收集其检测范围内的车辆信 息,它按照一定的距离(一般为50~200m安装在道 路两侧的路灯上;车载节点被安装在每一辆汽车上,用 于收集车辆本身的数据信息(速度和坐标,并将该信 息发送给路面检测节点。路面检测节点按照一定周期 不断地广播消息,消息里面包含本身的I D和自己的坐 标信息。处于监听状态的车载节点接收检测节点发送 的消息。根据无线定位知识[2],车载节点只需收到3 个以上节点发送的消息,就可以计算出自己的坐标与 车速,并将坐标与速度消息传递给附近的路面检测节 点。路面检测节点在收到该消息后,计算出路面行驶 的车辆数、车辆所在车道和车辆与路口的距离,以多跳 通信的方式传递给路口的交通灯控制节点。由车速和 距离,交通灯控制节点就可以判断出车辆状态:①它 已经到达路口;②在路口信号灯换相之前到达路口;③ 不能按时到达路口。这样,可以方便地统计出干线路 口间行驶的车辆数QN以及各路口红灯方向排队车辆 数QR。多路口交通灯控制算法设计
文献[3,4]中指出,在交通控制系统中,各路口协 调周期,不能变换太频繁,否则,方案变换引起的交通 延误所带来的损失会大于新方案所带来的效益。设定 循环变量n=6,以6个周期为一个时间段,在此时间 段内,保持控制参数不变。2.1 算法设计
步骤1:汇聚节点根据以往的交通流量数据统计 出干线上各交叉口间的相位差ω i(i=1,2,3,…,n、统一使用的周期T、各个交叉口的绿信比,将此信息发
送给各路口簇首节点,并初始化循环变量n=0。步骤2:各交叉口簇首节点在给定的周期T下,依 据相位差ω i 依次开启干线各路口绿灯信号。在周期
时间末,簇首节点将周期内由W S N检测得到的路口间 行驶的车辆数QN和路口红灯方向排队车辆数QR送 给汇聚节点。汇聚节点用模糊控制规则以周期时间长 度为单位,调整路口之间相位差。
步骤3:令m=m+T,检验m>6T是否成立。若 成立,则到下一步;反之,则回到步骤2。步骤4:汇聚节点根据各路口簇首节点传递过来 的各路口间的交通流量和各交叉口的绿信比,预估下 一阶段的干线道路上各个交通流量比,计算下一阶段 的周期值。回到步骤2。2.2 各控制参数的具体实现 2.2.1 周期的确定
在交通信号控制系统中,为使各交叉口的交通信 号取得协调,各个交叉口的周期需要统一。方法是先
根据单个交叉口的配时方式,计算出各交叉口的周期, 然后从中选取最大周期,作为系统协调周期。周期确 定步骤如下: ①在给定时间段内,根据公式计算出路口j的第 m周期的交通流量比R j m;其计算公式为 R j m=∑n j=1 q j m i s j m i(1 式中,q j m i 为第j路口第m周期的第i相位车道的交通 量;s j m i 为饱和流量;n为相位个数。
②求出所有路口的交通流量比的最大值R j m MAX
R j m MAX =MAX{R j m ,j=1,2,3,…}(2
根据韦伯斯特最佳周期公式 C0= 1.5L+5 1-R j m MAX(3 计算出第m周期的最佳周期。式中,L为相位损失时间(车辆起制动、行人、自行车干扰,可由协调级模糊控制器的输出得到。
③在本段时间结束时刻,计算所有周期时间内周期的最大值为 C MAX=MAX{C m,m=1,2,3}(4 将此周期值作为下一个阶段信号控制的统一值送入协调单元保存起来,作为下一阶段内的周期。
2.2.2 相位差的确定
相位差是控制交叉路口间交通流的重要参数,设定一个好的相位差可以显著地降低车流的等待时间,实现车辆通行的“绿波带”效应。相位差计算公式为
ω=T
+L(5 式中,T 为本路口到下游路口的行驶时间,由无线传感器网络实时检测得到;而损失时间L由协调级模糊控制器输出得到。模糊控制器的设计
相位损失时间L与路口间车辆数目QN和路口的红灯方向停车线前面车辆排队长度QR有很大关系。路口间车辆数目多,红灯方向排队长度QR长,则车辆启制动所耗费时间就越多,相应的相位损失时间L越大;反之,则越少。
设计步骤如下:(1输入输出变量的确定及量化。
输入变量:本路口到下一路口的车辆数QN,路口红灯方向在停车线前排队车辆数QR。QN的论域为{0,1,2,3,4,5,6,7,8},变化范围为0~85,量化因子k1=8÷85=0.09,语言变量为{Z B,Z M,ZS,Z,PS};QR 的论域为{0,1,2,3,4,5,6,7,8},变化范围为0~48, 量化因子k 2 =8÷48=0.17,语言变量为{NB,Z}。
输出变量:路口相位损失时间为L。L的论域为{0,1,2,3,4,5,6,7,8},变化范围为0~60,比例因子k3=60÷8=7.5,语言变量为{NB,NS,Z,PS,P B}。
(2确定输入输出变量的隶属函数(见图3。
(3确定模糊控制规则。
根据专家经验,建立模糊控制规则表。表1中建立了10条控制规则。表1 模糊控制规则表 QR QN NB NM NS Z PS NB NB NS Z PS PS Z NB NS Z PS P B
(4解模糊。
解模糊的常用方法有以下几种:最大隶属度法、中位数法、加权平均法。由于加权平均法比中位数法的计算量要小,比最大隶属度法控制性能优越,因此,在本设计中选用加权平均法进行解模糊运算,得到精确控制量。其计算公式为
L = ∑n j =1 u j(e j e j ∑n j =1 u j(6 式中,e j(j =1,2,...,9为论域值;u j(e j(j =1,2,(9 为对应于e j 的隶属度。
根据公式(5,计算出路口间的相位差ω,对路口间的交通车流进行协调控制。4 仿真实验
设一条道路有3个路口组成,三路口间距离均为600m。其中，南北为次干道。每个路口的有4个交通流相位:东西直行,东西左转,南北直行,南北左转,如图4所示。路口车辆的到达服从泊松分布,车辆的离开服从负指数分布。干线饱和流量为3000辆/h,支线饱和交通流量为2000辆/h,左转、直行、右转车流比例为1∶2∶1。
图4 主干道三交叉路口示意图利用MAT LAB 6.5编写仿真程序,将基于W S N 的两级模糊控制算法,分别在400、600、1200、1400、2000、2300辆/h 6种不同的车流量情况下进行仿真,统计相应的车辆平均延误时间。为了作比较,在完全相同的条件下,对定时控制也进行了仿真,结果如表2所示。
表2 模糊控制与定时控制比较 车流量/辆・h-1 两级模糊控制 定时控制
提高程度/% 40025.126.5 5.260026.428.67.7120029.138.223.8140031.540.622.4200034.751.232.22300 36.7 56.6 35.2
由仿真结果可以看出,在车流量不大时,两种控制
方式的效果差异不大。但随着车流量的增大,模糊控制的优势是十分明显的。5 结束语
以上将无线传感器网络引入到交通信号灯的控制
中来,搭建了无线传感器网络交通信号灯控制平台,提出了针对多路口交通灯控制的两级无线传感器网络组织结构。利用无线传感器网络的低功耗、自组织、分布式计算的特点,实现快速精确的车辆信息收集,提高了系统的响应速度和控制效果,具有较强的实时性和鲁棒性。同时,结合模糊控制理论,设计了干线信号灯控制算法,实现了交通信号灯的无线智能控制。参考文献: [1] 徐建闽.交通管理与控制[M ].北京:人民交通出版社, 2007211.[2] Akyildiz I F,Su W ,Sankarasubra mania m Y,et al.A survey on sens or net w orks[J ].Communicati ons Magazine,2002,40(8:102-114.[3] W ann C D,L in M H.Data fusi on methods f or accuracy i m 2
p r ove ment in wireless l ocati on syste m s [A ].Pr oceedings of 2004I EEE W ireless Co mmunicati ons and Net w orking Con 2ference[C ].2004203:471-476.[4] 李晓红.城市干线交通信号协调优化控制及仿真[D ].大 连:大连理工大学,2007.[5] 严新平,吴超仲.智能运输系统———原理、方法及应用 [M ].武汉:武汉理工大学出版社,2006212:9-11.□
N I 推出LabV I E W 图形化软件教育版, 全力支持动手学习课程
2009年11月,美国国家仪器有限公司(简称N I 推出 LabV I E W 软件教育版,它是LabV I E W 图形化编程软件面向
高校的新产品。该版本软件的初衷是为了帮助教师实现基于科学、技术、工程和数学(STE M 学科项目的动手学习。
N I 与美国塔夫茨大学工程教育与外展服务中心(CEEO 一 起合作开发该产品,它是将工程集成到K 212教育的领导者。
N I 和塔夫茨大学CEEO 总裁和控制与机械电子教授Chris Rogers 博士共同合作,开发了该教育版软件,它可以有效帮
助高校教师使用工业、学术界工程师和科学家使用图形化系统设计技术,进而为工科学生提供动手实践经验。
LabV I E W 教育版软件可以帮助教师实现基于项目的动
手学习,并且将理论与实际世界的实例联系在一起。这一新版本软件能够与核心教育硬件平台无缝集成,例如LEG O M I N DST ORMS Educati on NXT、Vernier Sens or DAQ 以及TET 2R I X(Pitsco 开发的金属机器人构建系统,让教师能够轻松
地将机器人、测量和数据采集整合到课程中。软件的图形化拖放模式帮助学生学习主要的编程概念,并在获取专业世界中所使用的技术经验的同时,提高分析能力。新版本还包含可以在教室中使用的工具,包括数据查看器,能够图形化地显示传感器数据,虚拟示波器,以及其他让学生能够获得多种电子和机器工程技巧动手经验的虚拟仪器。此外,LabV IE W 教育版包括支持课程和教师活动,能够直接在
National Instruments、Vernier 软件与技术和LEG O 教学中使 用。□
第四篇：南水北调水质智能监测分析系统设计初探
南水北调水质智能监测分析系统设计初探
徐永兵，孙水英,袁 东
（山东省水利勘测设计院，济南，250013）
摘要：南水北调东线工程是一项旨在缓解山东、天津等北方省市水资源短缺的国家战略性调水工程，调水水质影响着整个工程的成败。本文就水质智能监测分析系统的设计进行了分析与研究，提出在已建项目的基础上，充分利用先进的物联网技术、大数据技术、WebGIS技术，建立一个高起点、见效快、实用性强、创新型的专业水质监测分析系统，能够提升水质监测管理级别，深化水质监测管理；能够对水质监测数据进行快速、综合分析，充分挖掘水质监测数据价值，优化水质分析评价，并能够借助移动终端、微信公众平台等新型介质通过地图、图表等多种形式展示数据成果；通过深入对比分析不同监测指标的变化情况，分析水质变化的原因，实现辅助决策支持。
关键词： 南水北调；东线工程；水质监测；智能化；辅助决策
0.引言
南水北调东线工程是一项旨在缓解山东、天津等北方省市水资源短缺的国家战略性调水工程[1]。2016年3月1日实现对威海市首次供水，标志着南水北调东线一期工程规划供水目标全部实现。调水水质关系到整个调水工程的成败，山东段已对输水沿线渠道、河道、湖泊、各支流汇入输水河道的水质进行监测[2]。为了充分挖掘发挥水质监测数据的价值，实现安全调水的辅助决策功能，就需要在对各监测断面水质监测数据智能分析的基础上，开展水质智能监测分析系统的建设。
1.建设现状与需求分析
1.1.建设现状
东线山东段现有2个移动监测实验室和1个固定监测实验室，并已实现对关键断面的水质自动监测，现有二级坝、南四湖出口、东平湖入口、东平湖北出口、东平湖穿黄工程出口、鲁北段聊城与德州交界处、济南以东段与引黄济青交界处等7处水质自动监测站。水质监测主要指标包括：常规五参数（水温、酸碱度、电导率、浊度、溶解氧）、高锰酸盐、氨氮、总磷、总氮、叶绿素等[3]。1.2.系统功能需求
（1）对水质监测数据的综合对比与分析
通过对水质监测实时数据和历史数据进行综合对比与统计分析，找出水质变化的原因，掌握水质变化的规律。
（2）实现安全调水的辅助决策功能
在突发水体污染事件时，分析出污染源的大体位置和污染成分，预测下游测水质指标
范围，自动生成污染水体的解决方案。
（3）水质监测分析数据展示
通过移动终端查看水质监测分析数据，查看地图、图表等多样化水质监测数据趋势展示，同时能够建立互动性信息平台，实现信息的交流和共享。
2.系统设计原则
（1）实用性原则
必须坚持快见效，见实效，以管理、业务、服务需求为出发点和原动力，紧密结合项目实际情况进行设计开发，确保系统实用、高效和方便，贯彻面向最终用户的原则，建立友好的用户界面，使用户操作简单直观，易于学习掌握。
（2）先进性原则
采用符合当今潮流和发展趋势的主流技术，被公众认可的优质开发和应用平台，采用先进成熟的软件架构、设计理念和开发手段，选用技术先进、成熟稳定的基础支撑软件，充分预见未来技术发展趋势，保证系统在不替换现有设备、不损失前期投资的情况下能方便地升级和扩容。
（3）开放性原则
尽可能地利用已有的设备、软件及信息资源，对于未来可能增添的新的子系统、新的数据库、新的功能、新的用户都要留有接口，系统可以随形势的发展而不断成长扩大。
3.建设的目标与任务
3.1.建设目标
水质监测智能监测分析系统基于指标和元数据体系，整合重构各类水质监测相关数据资源，形成水质数据资源体系，实现水质监测一张图、水质综合分析、移动综合展示和微信公众平台四大应用，实现南水北调东线一期工程山东段水质监测数据的资源化、价值化和智慧化，充分挖掘水质监测数据价值，深化水质监测管理，实现辅助决策支持。3.2.建设任务
（1）梳理水质监测分析相关的各类数据，提取指标，通过元数据体系，构建水质数据资源体系，构建水质数据中心，提供数据的采集、整合、管理和服务。
（2）构建水质监测一张图，实现以地理结构为框架，以水质监测数据为基础、以统计数据为依据的实现查询、分析、展示功能，以“一张图”的形式全方位、多角度展示水
质监测统计情况。
（3）构建水质综合分析系统，对水质监测数据进行深入分析，实现关键断面水质快速分析、水质预警预报、多断面综合分析、缓冲区统计分析，实现辅助决策支持。
（4）构建移动综合展示系统，通过移动终端展示水质监测成果，能够让管理者通过移动终端及时获取各类水质监测指标信息、综合统计信息及其它相关信息。
（5）构建微信公众平台，实现信息的发布、订阅、上传、共享，实现信息的有效互动。
4.系统总体设计
水质监测分析平台通过梳理完善南水北调东线一期工程山东段水质指标体系，构建水质资源基础框架及元数据管理体系，形成水质数据资源体系，以指标驱动应用，实现水质综合分析，并通过地图、图表等多样化可视化方式进行数据展示。平台以数据为核心，盘活水质监测数据资源，实现数据资源化、价值化、智慧化。
图 1 系统总体架构框图
硬件网络层：提供数据采集手段以及通信基础设备保障，构成必要的硬件和网络环境，可以利用现有硬件和网络设备。
数据资源层：存储所有数据及信息，是所有应用的数据资源支撑，完成数据资源和信
息资源的标准化、结构化、有序化，形成水利数据资源体系。
支撑平台层：作为整个系统的公共支撑与服务平台，是系统的数据交换中心、信息交流中心和GIS地理服务中心，为各类业务应用系统提供公共技术支撑，实现各业务应用统一的标准规范、公共平台、统一用户权限，可利用现有的应用支撑平台实现。
应用系统层：所有面向最终用户的应用系统，直接为用户提供服务。
用户接入层：主要各级机构的管理人员，接入层提供通过电脑、手机等多种方式提供给用户，具有良好的人机交互界面和在线帮助功能。
5.应用系统建设
水质监测分析平台包括水质监测一张图、水质综合分析、移动综合展示、微信公众平台四大应用。5.1.水质监测一张图
水质监测一张图不仅包括常见的地图基本操作功能，还对资源进行综合展示，提供地理信息系统特有的空间查询分析功能，并结合统计数据实现各类指标的专题统计展示。
（1）自动监测站展示
资源显示：能够显示自动监测站的整体情况（如数量、名称等）及在地图上的分布情况。
信息显示：在地图上漫游到自动监测站，显示详细信息，同时能够查看到自动监测站的实时数据、历史数据。
快速定位：实现资源显示与地图的关联，能够快速定位到自动监测站所处的地点，可查看到资源的详细信息。
（2）移动监测站展示
资源显示：能够显示移动实验室的设备配置情况。信息显示：展示实时监测分析数据和历史数据等。
快速定位：实现资源显示与地图的关联，能够快速定位到移动实验室所处的地点，可查看到资源的详细信息。
（3）固定实验室展示
资源显示：能够显示固定实验室的整体情况（如数量、名称及设备配置等）及在地图上的分布情况。
信息显示：在地图上漫游到固定实验室，显示详细信息，同时还可展示实时监测分析
数据等。
快速定位：实现资源显示与地图的关联，能够快速定位到固定实验室所处的地点，可查看到资源的详细信息。5.2.水质综合分析
（1）水质监测查询统计
水质监测查询：可根据指标查询水质监测站监测的水质情况。可按照水质级别指标，也可按照物理指标、化学指标、生物指标进行对各个水质监测站点进行查询。
特征值统计：按时段统计站点的监测项目的样品总数、检出率、超标率、实测范围、最大值超标倍数、最大值出现日期和时段平均值。特征值统计有年统计、任意时段统计和自定义统计。
水质统计：包括水质评价基本情况统计、水质统计和水质类别统计等。
超标统计：统计包括干线超标站点统计、行政区超标站点统计、单项超标站点统计和单项超标率统计。
（2）关键断面水质快速分析
饼形分析：以饼形图分析此断面的各个水质污染指标占比，进而分析出那个污染是主要污染。
趋势分析：各个水质污染物数据以趋势展现，可根据此趋势对比分析出各个污染源情况以及哪个污染源上升最快，哪个污染源相对稳定，哪个污染源在逐渐降低。
报表分析：单独水质污染物报表分析：分析不同时段的此污染物对应的污染程度。多水质污染物报表分析：分析不同污染物在相应的时段污染情况。
图形分析：以不同的颜色标注的同一个断面图上的不同污染物，进而直观得看出断面的水质情况。
（3）水质预警、预报
水质预警预报是在一定范围内，对一定时期的水质状况进行分析、评价，确定水质的状况和水质变化的趋势、速度，以及达到某一变化限度的时间等，预报不正常状况的时空范围和危害程度，按需要适时地给出变化或恶化的各种警戒信息及相应的综合性对策。
（4）多断面综合分析
通过对比分析不同断面监测指标的变化情况，分析水质变化的原因，并提出相应的措施，实现辅助决策支持。
多断面图形分析：多断面同一污染源图形展示分析，直观分析出此种污染源在不同断面的分布情况，是否因为新的污染进入进而造成某一断面此种污染上升。
多断面不同污染物图形展示分析，以可视化友好的方式展现不同污染物在不同断面的分布情况。
多断面历史回溯分析：基于多断面多污染源历史回溯，能够查询分析水质在不同时刻不同断面的情况。
多断面趋势分析：多断面多水质指标趋势分析，分析出不同水质指标在不同断面的变化速度和相应的趋势，是指标在不断下降还是在加快上升，下游断面的水质指标在上升还是在下降，为调度运行提供决策支持。5.3.移动综合展示
移动综合展示通过移动终端的形式为各级管理人员提供服务，能够及时展示水质监测的整体情况、运行状态、指标监测情况、综合统计情况及动态信息。
地图浏览：可进行地图浏览，能够对闸泵站、监测站等进行查询，也可以根据位置查看周围的各类信息。
工程概况：通过列表、图片和图表等多种方式直观展示闸泵站、监测站概况信息。运行状态：通过地图、图片、图表、文字等多种可视化展示工程运行状态的实时信息，能够及时看到更新的信息和统计情况，监督工程的运行管理工作，如查看水质监测站各个设备是否在运行，运行次数，已投入运行时间，设备故障情况，故障频率，故障次数。
指标监测：直观展示水质监测分析重要指标信息，包括指标数据、上升下降趋势等，如水质级别、常规五参数等等，对于异常指标能够进行提醒。
综合统计：对指标数据进行查询，可根据兴趣选择任意指标、时间进行统计，提供地图和图表等多种方式展现综合统计结果。5.4.微信公众平台
水质监测微信公共平台针对关心调水水质的用户及管理人员提供信息服务，构建信息互动平台。主要包括：
信息推介：重要信息实时推送到用户端，可对用户分类推送，针对不同的用户关心信息种类不同，进行区别推送。对领导层推送宏观主要数据和信息，对操作用户推送运行情况等操作人员关心的信息。对用水用户推送相应区段用户关心的水质情况。
定制服务：不同的使用者可进行水质信息定制，比如某个用户只关心其中两个站点的
COD数据，可进行定制，系统进行定时推送。
信息上传：用户可通过微信客户端，上传文字、图片、音频、视频等。
6.总结
山东段水质智能监测分析系统是在已建项目的基础上，充分利用先进的物联网技术、大数据技术、WebGIS技术，建立一个高起点、见效快、实用性强、创新型的专业水质监测管理系统，提升水质监测管理级别，深化水质监测管理；对水质监测数据进行快速、综合分析，充分挖掘水质监测数据价值，优化水质分析评价，并能够借助移动终端、微信公众平台等新型介质通过地图、图表等多种形式展示数据成果；通过深入对比分析不同监测指标的变化情况，分析水质变化的原因，实现辅助决策支持。该系统的建设具有十分重要的现实意义，建议南水北调建设管理单位尽快推进该系统的建设。
参考文献：
[1]徐永兵，孙水英.MOSAIC SCADA在南水北调闸（泵）站监控系统中的应用 [J].水利信息化，2015（5）：39-43.[2]矫桂丽，朱丽丽，祖晶.南水北调东线山东段水质监测站点的布设[J].水利规划与设计，2013（6）：48-50.[3]徐永兵，孙水英.南水北调东线一期工程南四湖水资源监测系统设计思路与技术要点[C].中国水利学会水资源专业委员会2015年年会暨学术研讨会会议论文集，2015.[4]陈翔，雷晓晖，蒋云钟.南水北调中线决策会商与应急响应系统设计研究[J].水利信息化，2015（2）：5-9.Study on system design and analysis of intelligent monitoring of water quality in the south to North Water Diversion Project
XU Yongbing，SUN Shuiying，YUAN Dong（Shandong Survey and Design Institute of Water Conservancy，Jinan 250013，China）Abstract: The eastern route of South to North Water Diversion Project is a designed to ease the Shandong, Tianjin and other provinces and cities in the north of the shortage of water resources of national strategic adjustment of water project, the water quality of water persion affect the success or failure of the whole project.The intelligent monitoring of water quality analysis system design to carry on the analysis and the research, proposed in the construction project based on, make full use of advanced network technology, data technology, WebGIS technology, the establishment of a high starting point, quick, practical strong, innovative professional water quality monitoring and analysis system.The system can enhance the management level of water quality monitoring, water quality monitoring and management deepen.The system can rapidly and comprehensive analysis of the monitoring data of water quality, fully tap the value of water quality monitoring data, optimize water quality analysis and evaluation.System to use mobile terminal, micro channel public platform and other new media to demonstrate the results of the data through the maps, diagrams and other forms，through in-depth comparative analysis of different indicators for monitoring the changes and reasons for changes in water quality analysis, aided decision support.Key word：South-to-north water persion；East line project;Water quality monitoring;Intelligent;Assistant decision 作者简介：
徐永兵、1981年02月、男、工程硕士、工程师、水利信息化、***、xu_yongbing@sina.com
第五篇：粮仓粮库环境温湿度监测系统设计方案
粮仓粮库环境
温湿度综合监控管理系统
设
计
方
案
目 录
第一部分：概述
（1）粮食仓储概述………………………………………………………………03（2）粮仓粮库环境温湿度监控系统应用背景…………………………………04（3）粮仓粮库环境综合监控管理系统…………………………………………04 第二部分：系统组成结构
◇上位管理主机…………………………………………………………………05 ◇数据通讯部分…………………………………………………………………05 ◇现场控制监测点………………………………………………………………05 第三部分：控制模式
◇控制方式………………………………………………………………………06 第四部分：功能特点
（1）粮库环境温湿度监测………………………………………………………07（2）O2、CO2浓度监测•…………………………………………………………07（3）数据存储功能………………………………………………………………07（4）设备联动控制功能…………………………………………………………08（5）防火自动报警功能…………………………………………………………09（6）现场报警功能………………………………………………………………09（7）远程传输和网络管理功能…………………………………………………09 第五部分：监测软件数据平台
（1）友好的用户登陆管理界面…………………………………………………10（2）实时历史、曲线报表数据分析…………………………………………10（3）多种形式的报警功能………………………………………………………11（4）远程控制……………………………………………………………………11（5）监控终端……………………………………………………………………11
第一部分：概 述
（1）粮食仓储概述
我国现有14亿人口，粮食储藏好坏是关系到人民健康、市场供给、国家稳定的大事。随着人口增长迅速、耕地逐年减少、人类对社会物质生活的需求愈来愈高。粮食的利用与保护得到社会的更加重视，人类必须杜绝粮食浪费与霉烂现象发生，珍惜粮食。
我国是世界上最大粮食生产和消费国。据统计，我国粮食收获后在脱粒、晾晒、贮存、运输等过程中的损失高达15％，远远超过联合国粮农组织规定的5％，在这些损失中因未达到安全水分造成霉变、发芽等损失的粮食又占到5％。
粮食在储藏期间，如果水分超标，粮堆内部的水分就表现出向表面及粮粒间隙中的空气缓慢游离的趋势，因粮食水分从不流动的空气中逸出比较困难，它在粮粒间聚集，当湿度达到饱和点时即开始凝结，随之产生发酵和局部温度升高现象，这又促使粮粒释放出水分和加速相应的发酵过程。当环境温度升高，粮食中带有的粉尘、杂质、特别是有机物杂质加速了上述过程，严重威胁到安全储粮，导致粮食腐烂。
因此粮仓粮库环境应保持通风、干燥，内外整洁有序。粮库中应采取防鼠、防蝇、防虫、防盗等设施，杜绝有害虫类的滋生。
（2）粮仓粮库温湿度环境监控系统应用背景
建国以来，经过六十多年的发展，我国粮食仓储技术得到了长足发展，在某些领域已经达到世界先进水平，但就整体而言，我国粮食仓储技术与发达国家相比，仍与一定的差距。目前，大部分粮仓库仍为人工监控管理，如降仓温通风是仓房日常管理中，尤其是低温储粮管理中的一项操作较为频繁、辛苦的工作，经常需要在半夜开机：由于粮食呼吸，储粮稳定性较差，保管员需不断翻动粮面，通风降温散湿，因此国家需要投入大量人力。粮情，粮仓温度靠人工监测，保管员需要频繁巡查，工作强度大，并且监测结果不精确。
（3）粮仓粮库温湿度环境监控系统
SQ-KZ粮仓粮库环境综合监控系统可以实时全面的掌握粮库内的温湿度变化，一旦发现异常及时做出正确处理，保证粮食长期安全存储。本系统采用世界上先进的微电脑技术、PLC技术、传感器技术、自动控制技术，带有LCD显示和键盘操作，能够自动监测粮仓粮库内的粮情、温度、湿度，并能与粮仓粮库内的加热、制冷、除湿、通风等设备进行联动，控制加热、制冷、除湿、通风等设备进行工作，也可根据人工设定的数值定时控制设备或根据需要进行人工开启，使仓内粮温、水分、仓内气体的有效浓度与配比维持稳定状态，保证粮食仓储的安全。
第二部分：系统组成部分
SQ-KZ粮仓粮库环境综合监控系统主要包括：上位管理主机、数据通讯部分、现场控制监测点、数据采集终端等。
◇上位管理主机
可选用物联网感知应用平台或者是为客户专门定制的操作监测平台。能够实现监测、查询、运算、统计、控制、存储、分析、报警等多项功能，并能与粮仓内设备联动，自动计算和控制加热、制冷、降湿、通风等设备运行工作。
◇数据通讯部分
可根据需要选择有线传输与无线传输方式，对于仓内布线不方便的粮库，可以采用无线通讯方式，利用GPRS/3G或Zigbee无线通讯。
◇现场控制监测点
现场控制监测点主要由数字温湿度变送器、数据采集仪、通讯转换器、配电控制柜及安装附件组成。所有监测点的温湿度测量值最终转换为数字信号，被传送到上位管理主机，通过配套的数据管理软件对数据进行分析、处理、存储、打印等。
第三部分：控制方式
◇自动控制-----根据设定的参数，智能控制箱按照预先编制的程序自动运行。
◇手动控制-----根据需要，可以选择现场手动控制方式，启动各种模式。
◇集中监控-----监控中心室能够实时显示并自动记录粮仓粮库内的监测数据以及外围设备的工作状态，远程设定每台控制箱的工作参数，自动报警。
◇3G互联网监控------通过安装配套的物联网监控软件，或者视频监控软件，可以通过英特网实时了粮库内的环境变化信息及设备的运行状态等。
第四部分：系统功能特点
（1）粮库环境温湿度监测
通过温湿度传感器监测粮仓粮库内的环境温湿度，并能对数据进行采集、分析运算、控制、存储、发送等。
（2）O2、CO2浓度监测
--粮食是生命的有机体，具有呼吸功能。为了解储藏条件是否适宜，常需要了解粮食在储藏期间的生理状态，需要测定储粮的呼吸系数。
--在粮仓内部署二氧化碳或氧气浓度传感器，实时监测粮库中的气体含量，当浓度超过系统设定的阙值范围时，通过有线或无线传输技术将相关数据传送到用户监控终端，由相关工作人员做出相应调整。
（3）数据存储功能
具有大容量数据存储功能，现场可显示、查询监测数据和设备工作参数。
（4）设备联动控制功能
--降温、散湿、通风是仓房日常管理中的一项操作较为频繁、辛苦的工作，经常需要在半夜开机，由于粮食呼吸，储粮稳定性较差，保管员需不断翻动粮面，通风降温散湿。实现仓窗、制冷、制热、通风等设备自动开关，对提高工作效率、降低劳动强度意义重大。--上位机控制平台可根据粮库环境的要求，对已设置的温湿度数学模型进行分析，自动计算和控制加热、制冷、降湿、通风等设备状态，也可根据人工设定的数值定时控制设备或根据需要进行人工开启。
（5）防火自动报警功能
可提供现场声光报警，监测系统报警，并通过电话语音拨号报警或发送报警短信通知相关人员。
（6）现场报警功能
用户可设定某些参数指标的上限和下限，根据温湿度实测值与人工设定的超限值进行对比分析，若实测值超过设定的范围，则通过屏幕显示报警或现场声光报警。
（7）远程传输和网络管理功能
可联网远程传输现场监测到的各种信息，上级部门可随时调用、检查粮库环境的各项数据、报表，提供集中式系统管理及数据检索功能，可与其它信息系统共享数据，支持TCP/IP协议。
第五部分：监测软件数据平台
我公司自主研发的粮仓粮库温湿度系统软件，实时采集粮仓粮库现场数据，经传感器数据模块传送至ZigBee节点或RS485节点上，然后通过光纤、GPRS/3G网络传输到数据平台，按照相关设定进行分析运算、控制、存储等功能，并进一步与粮仓内设备（如通风、制冷、制热、熏杀等）联动完成相应控制。
（1）友好的用户登陆管理界面
--规定用户使用权限，不同用户提供不同的操作权限，非用户不能登陆系统，保证系统安全，操作简单而富有人性化。
（2）实时历史、曲线报表数据分析
--系统将采集到的数据信息以实时曲线的方式显示给用户，并根据需要按照日、月、季、年参数变化曲线生成历史报表。便于对粮仓粮库的运转情况进行分析并做出改进，提高粮食仓储的效率与安全。
（3）多种形式的报警功能，适合不同场合需要
--工作人员根据粮仓粮库内的具体情况，设置温度、湿度等参数限值。在监测时，如发现有监测结果超出设定的阈值时，系统会自动发出报警提醒工作人员，报警形式包括：声光报警、电话报警、短信报警、E-MAIL报警等。
（4）远程控制
--现场采集设备将采集到的数据通过有线、无线、GPRS/3G网络传输到中控数据平台，用户从终端可以查看粮仓粮库现场的实时数据。并使用远程控制功能，通过继电器或采集输出模块对粮仓粮库内的相关设备进行自动化控制，如自动通风系统、自动制冷制热系统、自动除湿系统等。
（5）监控终端
--监控终端通过可视化、多媒体的人机界面实现以下主要功能：
①粮仓内粮情、温湿度、CO2浓度全面显示，可查询，包括各种参数以及历史数据等；
②向粮仓内监控终端发出调度命令、调整设备运转状况，确保粮仓内环境维持稳定状态，保证粮食仓储安全。
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