监测传感范文
监测传感范文（精选12篇）
监测传感 第1篇
1 差动电阻式传感器
差动电阻式传感器(以下简称差阻式传感器)的工作原理是基于20世纪30年代美国的卡尔逊博士提出的电阻丝变形与电阻率成正比的原理。差阻式传感器种类较多,但原理相同,它的等效物理模型如图1所示。
它利用内部两根钢丝长度变化引起电阻值的变化来感受外界物理量的变化。其一般计算公式如下:
被测物理量=f+ΔZ+b×Δt (1)
其中, f为传感器的最小读数;ΔZ为电阻比相对于基准值的变化量;b为传感器的温度修正系数;Δt为温度相对于基准值的变化量。
由式(1)可知,要知道被测物理量的大小,必须知道ΔZ与Δt的值。由于电阻值的变化与温度具有对应关系,所以电阻丝的温度必须与所测结构的温度一致,可以直接由仪器与被测物体接触测得。对于电阻比Z的获得,它因仪器中线路连接方式的不同而不同,有四芯制和五芯制两种不同的连接方式,如图2所示。
从图2中可以看出,四芯制接法中,电阻比
差阻式传感器适用于绝缘条件较好的大体积混凝土结构中。用于测量应力、渗压、温度等[1,2]。
2 振弦式传感器
图3为振弦式传感器的等效物理模型,工作原理是:将一根金属丝(弦)两端固定然后张拉,金属丝内部将产生一定的张力,此时金属丝的固有振动频率与其内部张力就具有一定的定量关系[4]。
从图3可以看出,一根金属钢丝弦两端被固定,外部用金属管做支撑和保护作用,金属管的中间位置设一激励线圈和测温电阻,当用一个脉冲电压信号去激励线圈,线圈中将产生变化的磁场,变磁场会促使钢丝弦产生衰减振动(即变磁场使金属丝内部产生张力),振动的频率为钢丝弦的固有频率。由动力学原理,得:
其中, f为钢弦丝的振动频率;k为自然数(可取0,1,2…);T为金属内部的张力;l为金属丝长度;ρ为钢弦丝密度。
所以,当外界条件影响下金属丝长度发生变化时,可得:
但是,
即固有频率主要由张力的变化量决定。可见,钢弦丝振动频率与张力的平方根成正比,当金属丝内部张力变化时,其固有振动频率将随之发生变化,因此,通过测试弦的固有振动频率的变化确定其内部张力的变化,而内部张力的变化又与结构应变相关联,所以通过测量钢丝弦固有频率的变化,就可以测出外界应变的变化。
此外,在无应变变化条件下,温度的变化也会对弦的张力产生影响,温度升高,张力减小;温度降低,张力增大。故应予以消除,根据动力学原理可得温度变化与应变的关系为:
其中,E为钢弦的弹性模量;A为钢弦丝的截面面积;m为钢弦丝单位长度质量;l为钢弦丝的长度;ΔT1为温度的变化量;α为钢弦丝的热膨胀系数。实际应用中,还应考虑被测物体在温度变化下应变的影响,故可得修正温度与应变关系公式:
其中,ΔT2为被测结构的温度变化量;β为被测结构的热膨胀系数[3]。
振弦式传感器由于体积小,抗干扰能力强,对电缆要求低,可远程监测,故用途更加广泛,可用于桥梁结构和大坝结构。但是由于与被测物体弹性模量的不同,而导致测量精度会产生误差,当被测结构与钢弦的弹性模量相差较大时,误差比较大。因此,它只能用于弹性模量与仪器本身接近的结构[4]。
3 光纤光栅传感器
在结构健康监测中,用得较多的光纤光栅传感器是光纤布拉格光栅(Fiberopic Bragg Griding,简称FBG)传感器, 其制作示意图如图4所示。
光纤光栅的工作原理是利用光纤的光敏性,即指激光通过掺杂光纤时,在纤芯内产生沿纤芯轴向的折射率周期性变化,从而形成永久性空间相位,光纤光栅的折射率将随光强的空间分布发生相应变化。而在纤芯内形成的空间相位光栅,其作用的实质就是在纤芯内形成一个窄带的(透射或反射)滤波器或反射镜。当一束宽光谱光经过光纤光栅时,满足光纤光栅布拉格条件的波长将产生反射。光纤布拉格光栅的波长由下式决定:
λB=2nΛ (7)
其中,n为芯模折射率;Λ为光栅周期。当光纤光栅所处环境的温度、应力、应变或其他物理量发生变化时,光栅会产生轴向应变,光栅的周期将变化,并且由于光弹效应使纤芯的折射率变化,这将引起中心波长的改变。光栅的周期或纤芯折射率将发生变化,从而使反射光的波长发生变化,通过测量物理量变化前后反射光波长的变化,就可以获得待测的物理变化量。实验表明,光栅中心波长的改变与光栅应变成良好的线性关系[5]。
在土木工程结构的健康监测中,光纤光栅的波长变化主要由于测量结构应变变化和温度变化引起,假定这两个因素对波长的影响是独立的,则布拉格波长变化可以表示为:
其中,Kε为布拉格波长的应变灵敏系数;ε为被测结构的轴向应变;KT为布拉格波长的温度灵敏系数;ΔT为温度的变化量。
光纤光栅由于耐久性好,无火花,既可以实现点测量,也可以实现准分布式测量等优点[9],适于长期监测和相对特殊监测领域;这些优点使其应用更加广泛。特别是传统的传感器难以实现监测的部位得到应用。
但是由式(8)可以看出,当温度和应变同时发生变化时,布拉格光纤光栅传感器本身无法分辨出两者分别引起的布拉格波长变化。因此,测量其中一个量时,必然会受到另一个量的影响,同样也无法实现应变和温度的同时测量。由此可见,要精确测量应变,必须解决应变、温度交叉敏感等问题[6,7]。
4 光纤传感器
土木工程中用于结构健康监测的光纤传感技术主要是基于布里渊散射的分布式光纤应变监测技术,主要仪器为布里渊光纤时域反射计(BOTDR,Brillouin Optical Time-Domain Reflectometer)。它的简图如图5所示。
其工作原理是:脉冲光以一定的频率自光纤的一端入射,入射的脉光与光纤中的声学声子发生相互作用后产生布里渊散射,其中的背向布里渊散射光沿光纤原路返回到脉冲光入射端,进入BOTDR的受光部和信号处理单元,经过一系列复杂的信号处理可以得到光纤沿线的布里渊背光散射的功率分布。
光纤在未受到外界影响下,布里渊背散光谱为洛仑兹形,其峰值功率所对应的频率即是布里渊频移vB,在光纤受到轴向拉伸时,布里渊频移就会发生改变,试验表明,频移变化量与应变之间呈线性关系,其关系式为:
其中,vB(ε)为应变为ε时的布里渊频移量;vB(0)为应变变化量为0时的布里渊频移量;
其中,T为应变值为ε的温度;T0为应变值为0时的温度。并且,光纤传感器还可以分别将应变和温度对频移的影响进行独立测量,同时,它可以测量光纤沿线上各点的情况,光纤质轻,对埋设结构的材料参数影响小,使其可以进行长距离的分布式监测,在土木工程的监测中应用更为广泛[8,9]。
5 结语
本文介绍了土木工程中常用结构健康监测传感仪器的工作原理,并分析了各自的优缺点,为实际应用中仪器的选取提供了参考。随着电子技术和通信技术等相关领域的发展,传感仪器在提高测量精度,减小偶然误差,抗干扰,经久耐用等方面会取得更大的进步。能提供更加准确的结构信息,对增强结构的使用性能,减少维修成本具有重要意义。
参考文献
[1]毛为良,王为胜,沈省三.高性能差动电阻式传感器自动化测量系统的研制[J].传感技术学报,2002(6):153-157.
[2]刘敏飞.已埋设差动电阻式传感器的鉴定[J].大坝与安全,2005(1):53-57.
[3]毛为良,王为胜,沈省三.振弦式传感器及自动化网络测量系统在桥梁安全监测系统中的应用[J].传感技术学报,2002(1):73-76.
[4]张兴斌,纪强,张莉.振弦式应变传感器特性研究[J].传感世界,2003(8):19-21.
[5]周美军,韩卫华,刘永辉,等.光纤光栅传感技术在土木工程中的应用现状[J].四川建筑,2006,26(2):116-117.
[6]耿伟霞,王天滑,王亚民.光纤光栅传感器在桥梁应变测量中交叉敏感问题的研究[J].交通标准化,2006(2):52-55.
[7]卢哲安,江志学,石玉华.光纤光栅传感技术在桥梁监测中的应用研究[J].武汉理工大学学报,2003,25(11):57-59.
[8]张丹,施斌,吴智深,等.BOTDR分布式光纤传感器及其在结构健康监测中的应用[J].土木工程学报,2003,36(11):83-87.
监测传感 第2篇
电化学气体传感器在烟气监测中的应用
随着电力、石化和煤化工项目的`迅速发展,烟气排放越来越受到人们的广泛关注.而烟气的监测是通过电化学气体传感器的测量实现的.科学地使用和维护电化学传感器,可有效地延长传感器的寿命,保证其测量结果的准确性.对于控制排放指标,实现节能减排起着非常重要的作用.
作 者：史晓军 作者单位：大唐国际阜新煤制气有限公司,辽宁阜新,123000刊 名：中国仪器仪表英文刊名：CHINA INSTRUMENTATION年，卷(期)：2009“”(6)分类号：X8关键词：分析仪 气体传感器 维护 测量 精度
监测传感 第3篇
关键词：温室监测；无线传感器网络；6LoWPAN；IPv6；IEEE802.15.4
中图分类号： TP393；S126文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）09-0371-03
收稿日期：2013-11-30
基金项目：安徽省高校省级自然科学研究项目（编号：KJ2012B151）；合肥学院科研发展基金（编号：13KY01ZR）。
作者简介：干开峰（1974—），男，安徽和县人，实验师，研究方向为嵌入式系统，无线传感网络。Tel：（0551）62158573；E-mail：gankf@hfuu.edu.cn。无线传感器网络（WSN）作为一种新兴的网络，在近年来得到了迅速发展。其中，IEEE 802.15.4-2006标准于2006年9月份正式发布，是众多WSN的基础。WSN一般并不以孤立网络的形式存在，而是通过一定的方式与互联网相连，以便通过互联网上的设备对其进行管理、控制和访问[1]。IPv6巨大的地址空间可以为每个嵌入式监测设备分配1个全局唯一的IP地址，满足特定应用环境下WSN节点的全球唯一标识的需求[2]。将IPv6引入WSN后，可以很方便地接入互联网，省去了复杂的协议转换，同时降低了应用成本，极大地扩展了WSN的应用[3]。IPv6和WSN的结合是目前国内外一个较为热门的研究方向，2004年，IETF（the internet engineering task force）工作组提出了一种解决方案——6LoWPAN（IPv6 over LoWPAN），实现了IPv6和IEEE802.15.4网络的无缝连接[4]，并且正式成立了6LoWPAN工作组。随着设施农业的发展，全国的大棚数量已经超过百万公顷，但其中80%的大棚缺乏环境监测、监控手段及信息化管理手段[5]。将无线传感器网络应用于农业大棚环境监测系统中已经成为温室监测领域研究的热点。本研究设计基于6LoWPAN的无线传感网络系统，以农业温室大棚环境监测为背景。
1系统总体设计
1.16LoWPAN概述
IEEE 802.15.4作为LoWPAN网络标准，只定义了物理层（PHY层）和MAC层。PHY层包括射频收发器和底层控制模块；MAC层为上层访问物理信道，提供点到点通信的服务接口[6]。IETF 6LoWPAN定义IPv6在IEEE 802.15.4链路上的通信，同时实现与其他IPv6设备之间的互操作。6LoWPAN的网络协议栈如图1所示。
6LoWPAN网络底层采用IEEE802.15.4标准，网络层采用IPv6协议。为了使IPv6能运行在IEEE 802.15.4标准之上，6LoWPAN在协议栈中引入了1个适配层，该层可以实现网络拓扑管理、地址管理、分片和重组、头部压缩、组播支持等功能[7-8]。采用6LoWPAN体系结构构建的WSN，能够实现设备以全IP方式进行互连。
1.2系统总体方案
基于6LoWPAN无线传感器网络的农业温室大棚环境监测系统包括6LoWPAN无线传感器网络、6LoWPAN网关、Internet 主干网和远程终端用户等4个部分，详见图2。
2系统实现
2.16LoWPAN节点设计
6LoWPAN节点硬件结构主要由无线收发模块、数据处理MCU模块、传感器和电源组成。
无线收发模块选用TI公司推出的第二代IEEE 802.15.4 RF收发器CC2520射频芯片。CC2520主要用于2.4GHz的ISM频段，为各种应用提供了广泛的硬件支持，包括数据包处理、数据缓冲、突发传输、数据加密、数据认证、空闲通道评估、链接质量指示以及数据包计时信息等，从而降低了主机控制器上的负载[9]。
数据处理MCU选用ATmega128L处理器，ATmega128L为8位低功耗、高性能的微处理器，具有片内128 kB 的FLASH、4 kB的SRAM和4 kB的EEPROM；同时具有UART、SPI、I2C等总线接口[10]。
在应用于温室大棚环境监测，采集监测区域的温度、湿度和光照强度等信息的过程中，基于性能和价格考虑，温度传感器选用DS18B20，湿度传感器选用HS1101，光照强度传感器
选用Po188。
6LoWPAN节点的硬件接口图见图3。
6LoWPAN节点接收来自远程终端用户的查询命令，进行传感器数据采集并发送的数据帧流程见图4。
从无线接口接收的IEEE802.15.4数据帧格式见表1，IEEE802.15.4帧头中的源地址为传感器节点的16位短地址，这样既提高了分片利用率，又加快了节点对数据包的处理速度。
2.26LoWPAN网关设计
6LoWPAN 网关的硬件结构主要由无线收发模块、数据处理MCU模块、有线传输网络接口模块和电源组成。
数据处理MCU模块选用Samsung 推出的S3C2440A微处理器，S3C2440A是一种16/32位的RISC結构芯片，内核为ARM920T，采用MMU、AMBA、BUS和Harvard的高速缓存结构，具有独立的8字长16 kB 指令缓存器和16 kB数据缓存本系统中由于6LoWPAN节点实现IP方式，6LoWPAN 网关不再负责协议转换，其主要功能是连接WSN与互联网，实现数据包的路由转发[13]。网关内部存储了一张地址映射表，用于传感器节点的IPv6地址和16位短地址的双向快速转换。
nlc202309021927
6LoWPAN 网关收发数据帧流程如图6所示。
4结论
本研究基于无线传感网络技术的发展，以农业温室大棚环境监测为背景，架构6LoWPAN无线传感器网络实时监控系统，对6LoWPAN节点和6LoWPAN的硬件部分和软件部分的设计进行了详细的阐述。通过测试，本系统很好地实现了WSN与IPv6网络之间的直接互联和数据交互，有利于对农业温室大棚环境实时监测、预警以及科学指导。本系统可以在基于IPv6网络的多种无线监测领域进行应用，具有很大的
研究前景和推广价值。
参考文献：
[1]霍宏伟，张宏科，郜帅，等. 一种IPv6无线传感器网络节点的设计与实现[J]. 计算机应用，2006，26（2）：303-306.
[2]Oliveira L M L，Rodrigues J J P C，Macao B M，et al. End-to-end connectivity IPv6 over wireless sensor networks[C]//Ubiquitous and Future Networks（ICUFN），Third International Conference on，2011：1-6.
[3]da Silva C B，Rodrigues J J P C，Oliveira L M L，et al. Design and construction of a wireless sensor and actuator network gateway based on 6LoWPAN[C]//Lisbon：International Conference on Computer as a Tool（EUROCON），2011 IEEE，2011：1-4.
[4]Suryady G，Sarwar U，Abbas M. A gatway solution for wirless sensor networks[C]. St Petersburg：ICUMT，2009.
[5]袁志强.基于ZigBee技术的温室大棚无线监控系统设计[J]. 江苏农业科学，2012，40（11）：396-397.
[6]IEEE 802.15.4 Standard（2003）Part 15.4：Wireless medium access control（MAC）and physical layer（PHY）specifications for low-rate wireless personal area networks（LR-WPANs）[S]. New York：IEEE-SA Standards Board，2003.
[7]毛妙. 6LoWPAN适配层与ND协议的研究与实现[D]. 上海：华东师范大学，2007.
[8]向浩，李堃，袁家斌. 基于6LoWPAN的IPv6无线传感器网络[J]. 南京理工大学学报：自然科学版，2010，34（1）：56-60.
[9]阮越广. 基于SimpliciTI的无线智能热量表硬件设计[J]. 仪表技术与传感器，2012（1）：34-35，62.
[10]胡强，张海辉，徐巧年. 基于短消息的无线传感器监测系统设计[J]. 农机化研究，2010，32（2）：113-116，215.
[11]满莎，杨恢先，彭友，等. 基于ARM9的嵌入式无线智能家居网关设计[J]. 计算机应用，2010，30（9）：2541-2544.
[12]施勇，温阳东. 基于DM9000A的嵌入式以太网接口设计与实现[J]. 合肥工业大学学报：自然科学版，2011，34（4）：519-524.
[13]王晓喃，錢焕延，唐振民. 基于6LoWPAN的无线传感器网络路由协议[J]. 计算机应用研究，2009，26（10）：3881-3882，3887.尹飞凰，高舸. 适宜马铃薯储藏的环境参数智能调节系统[J]. 江苏农业科学，2014，42（9）：374-376.
车辆交通监测无线传感网络仿真研究 第4篇
作为ITS(智能交通系统)的基础,交通信息的收集、处理与通信是监测系统的核心部分,也是目前国内外此领域研究的重点。我们研究并设计了用基于ZigBee协议的WSN(无线传感网络)构建车辆交通监测网络的节点软硬件构成、系统总体构成及网络的通信协议。
本文首先介绍交通监测系统节点及整体网络的构成,然后介绍仿真总体参数的设置,最后依次仿真网络在不同拓扑、汇聚节点失效、传感节点失效以及不同车流量情况下的性能,并进行分析和讨论。
1 网络构建
1.1 节点构成
单个节点硬件构成如图1所示。每个节点由负责收集数据的传感器模块、负责控制与信号处理的微处理器模块、负责信息传输的无线收发模块和供应能源的电池模块共4部分组成。
目前有很多种交通信息获取的方式与相应软硬件[1],我们选用了HMC1021磁阻传感器,利用其在探测地磁场的变化后会产生具有可探测特征的电压信号,达到探测车辆的目的,利用已知距离的两个节点则可探测车速信息。
我们选用基于ZigBee协议的GAINSJ节点完成节点控制与信号处理、无线收发及能源供应的功能。节点采用JN5121-Z01-M01模块制成,支持ZigBee协议栈并带有SMA(无线电天线接口)连接器和外部天线,另外还带有温湿度传感器,可用于探测道路温湿度信息。将磁阻传感器搭载在节点上,即可构成车辆交通监测传感节点。
1.2 无线传感网络的组成
我们构建的车辆交通监测网络由安装在监控区域内的若干节点构成。为更好地应用于实际,设定为双向四车道的每个车道上放置两个传感节点,在8个传感节点中心放置一个汇聚节点,如图2所示。整个网络由多个节点组成,节点间通过射频发送信息通信,每个节点并无硬件上的区别,仅在软件的实现上有所区分:传感节点探测交通信息,并将数据上传,同时可能作为路由器转发来自其他传感节点的信息[2];汇聚节点负责接收传感节点上传的车辆信息,进行数据融合并最终通过串口传输到监控终端[3];最后可在监控终端上对数据进行计算和实时结果显示。网络中传输的信息包括传感器节点采集的电压、温湿度数据和一个标识节点的全网唯一地址。
2 网络性能仿真
2.1 仿真总体参数
本系统设计是对最常见的双向四车道进行模拟,每个车道上至少放置两个传感节点,故传感节点的总数N设置为8。仿真时间设为1 h,以方便后面仿真场景的设计。
节点摆放示意图如图2所示。由图2可知,节点摆放的纵向间距dc应与车道宽度相同。据资料表明,城市道路每车道宽度为3.5 m[4],仿真中按此标准取dc为3.5 m。节点的横向间距lc与多个因素有关[5]。首先,在用节点间距除以节点检测到车辆的时间差来计算车速的算法中要求车辆是FIFO(先进先出)的,即先进入两个节点间区域的车辆也应先离开此区域,为避免出现超车后算法失效,同一个车道上两个节点应尽量靠近;但由于两个节点间的时间同步并不能做到完美无误差,所以节点间距要足够大,使得时间误差对计算车速造成的影响可以忽略。综上所述,lc应取一个权衡值。假设允许的车速相对误差为ERv,则有
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式中,v′vsh为车速vvsh的测量值,v′vsh=lc/(lc/vvsh+Δt),Δt为时间同步误差。 当车速为最大值(vvsh=vmax)时,vvshΔt(1-ERv)/ERv达到最大,所以lc要满足lc≥vmaxΔt(1-ERv)/ERv,取ERv为10%,Δt为30 ms,vmax为20 m/s,则得到lc≥5.4 m,仿真中取lc=6 m。
每个传感节点发送包的大小与收集的数据有关,为此留出一定余量(设为100 bit)。发送包的时间间隔tint与监测区域车流量、车速和车距有关,且在仿真时应为变量。以武汉交通为例,车流量较大的长江大桥(双向四车道)日交通量为10.5万辆,长江二桥(双向六车道)日交通量也突破12.3万辆,高峰小时流量分别达到了6 200辆和7 800辆[6]。经换算可知在高峰时段,一个车道上连续两辆车通过同一点的时间间隔分别为2.32和2.77 s,仿真时将一般情况时间间隔取为3 s,后面将对更大的车流量另行讨论。由于车流量并不是均匀的,仿真时可将包发送间隔设置成一个范围,用OPNET预置分布函数表示为uniform(3, 60)。
2.2 对不同拓扑网络的仿真
首先仿真等距离放置8个传感节点(router_1到router_8)的场景,在8个节点的正中间放置一个汇聚节点(coordinator)。汇聚节点的最大子节点数保持默认值(最大子节点数为7,最大路由数为5)。
由于8个传感节点不能全部直接与汇聚节点通信,如结果显示的网络最大深度为2。通过图3上图可看出,8个传感节点发送和接收的流量明显分为两组,深度为1的节点的端到端时延收敛于2.4 ms处,而深度为2的节点的端到端时延收敛于4.5～5 ms之间。尽管全部8个节点到中心汇聚节点的距离相同,但深度为2的节点要经由深度为1的节点转发,故端到端时延相比直接发送、跳数为1的更大。节点时延不相同是非星形拓扑网络共有的特点。
对星形拓扑的情况进行仿真时,需要将汇聚节点的最大子节点数和最大路由数改为≥8。此时仿真结果显示传感节点全部与汇聚节点直接相连。考查此时的各节点流量,结果有基本相同的数值,如图3下图所示。而此时汇聚节点接收的流量也与之前有所不同,如图4所示,原因是当网络中有数据被路由中转时,在汇聚节点处可能会出现信息冗余。再考虑此时各节点的端到端时延情况。结果显示8个传感节点的时延并无明显差异,都收敛于2.4 ms左右,这与上一场景中深度为1的节点时延结果相同。
结果还显示此拓扑情况下,丢包数为0,而在前一仿真场景中丢包数为40,相比非星形拓扑,星形拓扑网络的可靠性和有效性较高。但在实际应用中,由于ZigBee节点的通信距离有限,星形拓扑只能用于节点数较少的环境,节点数较多时依然需要依靠传感节点的路由功能,提供更大的检测范围。
2.3 汇聚节点失效的仿真
不论是汇聚节点还是传感节点,在实际使用时难免会因出现故障或电池耗尽而失效,但我们构建的ITS网络的整体性能不应因个别节点失效而受到过大影响。为了评估网络在这种情况下的表现,需要在仿真的过程中使汇聚节点失效。通过将汇聚节点由固定的改为可移动的,并为其设置一个轨迹,使其在仿真时沿轨迹运动,直至与8个传感节点的距离大于网络的有效区域,以此来模拟汇聚节点的失效[7]。在这一仿真中需要开启各节点的ACK(确认)功能[8],才能触发路由发现的过程。
通过在以上仿真场景的基础上修改汇聚节点的轨迹,使其移动出界后再返回网络范围内,即可模拟汇聚节点失效一段时间的情况。20 min时开始运动,将节点的移动时间设为1 s,停留时间分别设置为1、3和5 min。
图5为汇聚节点仅失效1 min时的流量情况,20 min时汇聚节点接收的流量归零,而传感节点的发送流量则相应增大。由于失效仅维持1 min,流量很快恢复,网络基本没有受到影响。网络拓扑结果在不同的时间一直为星形结构。一种可能是8个传感节点的网络深度不发生改变;另一种可能是网络拓扑发生了短暂的改变,但由于变化持续的时间太短,难以通过仿真发现。不论是哪一种可能,都能说明在此场景中网络的性能保持在良好的水平。
图6所示为汇聚节点于20 min处开始失效3 min场景的网络流量。在20 min处汇聚节点和传感节点的流量变化与失效1 min时类似,但在失效之后汇聚节点接收的流量有明显增大的现象。经过测试不同时刻收集的报告分析得知,汇聚节点失效3 min会对网络造成一定影响,但其与传感节点的连接不至于失效,在节点恢复后网络仍可以很好地通信。只是网络拓扑发生的变化会使网络时延、效率等性能有所降低,但不影响使用。
继续延长失效时间至5 min,对应的网络流量变化与失效3 min的情况类似。通过测试在不同时刻收集的报告,发现网络拓扑从1 390 s开始有更多传感节点失效,网络中其他节点继续变深,网络性能也随之不断下降,直至所有节点完全失效,最终8个节点中有一半的节点没有再加入网络,未能完全恢复至初始状态。
经过以上3个仿真及分析可知,汇聚节点失效对网络造成的影响与其失效的时间长短有关。表1总结了汇聚节点失效对网络造成的影响。
2.4 传感节点失效的仿真
图7所示为传感节点1失效时,仿真时间内传感节点1和汇聚节点的流量变化。可以看出传感节点1在15 min时失效,在35 min时又恢复功能。考察600 、1 500和2 400 s时刻根据报告生成的网络结构结果,可知传感节点在失效时与网络断开连接,但在沿轨迹返回运动并进入汇聚节点的网络范围后,可以重新与之建立连接,并恢复正常功能。
2.5 不同车流量场景的仿真
为考察网络在车流量较大的区域工作的情况,将包发送间隔由uniform(3, 60)改为uniform(1, 5)。观察两次仿真的网络MAC(媒体访问控制)层负载,流量增大后负载是原来的10倍,节点流量均有大幅增长,但丢包数结果为0,说明网络性能仍基本稳定。整个网络应用层的端到端时延如图8所示,在增大数据流量后,时延明显增大但仍保持在7 ms以下,对于车辆监测来说,已可满足要求。
为对车流量给网络造成的影响作更进一步的分析,可将包发送时间设为几个不同的固定值,分别取值0.15、0.5、2和3 s进行仿真。图9所示为不同车流量下的网络负载,由图9可看出包间隔越小,网络负载越大。时延方面,仅当包间隔为0.15 s时的时延为5.5 ms左右,另外3种情况时延几乎相同,均为3 ms左右。
将前一个场景中的端到端时延结果加入此次仿真结果中进行比较,如图10所示。可以看出,固定的包间隔情况下,网络时延较稳定,而当包间隔为较小的变量时反而会产生较大的时延。实际情况中,一条道路的车流量通常是一个缓慢变化的过程。由以上仿真结果可得出结论:在车流量较稳定的时间段内,网络时延约2 ms;即使是车流量较大且波动大的情况,时延也<10 ms。
3 结束语
本文使用OPNET仿真软件对基于ZigBee协议和WSN的车辆交通监测系统进行了仿真,讨论了网络在不同拓扑、不同车流量以及节点失效情况下的各种结果,作为网络系统设计的依据。仿真结果在总体上显示,WSN与ZigBee协议结合后十分适用于对大范围、低功耗、低成本要求较高的交通监测系统,网络在不同条件下仍保持良好性能,能为ITS的构建提供高效优质的保证。由于本文只在仿真软件上测试了网络性能,下一步的工作是用实际节点搭建网络测试平台,在硬件和软件上具体实现车辆交通监测系统。
参考文献
[1]Cheung Sing-Yiu,Varaiya Pravin.Traffic Surveillanceby Wireless Sensor Networks[R].California:Califor-nia Partners for Advanced Transit and Highways,2007.1055-1425.
[2]Tran Quang,Vinh Miyoshi,Takumi.Adaptive Rou-ting Protocol with Energy Efficiency and Event Cluste-ring for Wireless Sensor Networks[J].IEICE Trans-actions on Communications,2010,E91.B(9):2795-2805.
[3]Kulkarni Sunil,Iyer Aravind,Rosenberg Catherine.An Address-Light,Integrated MAC and Routing Pro-tocol for Wireless Sensor Networks[J].IEEE/ACMTransactions on Networking,2006,14(4):793-806.
[4]秦建军,杨运平,吴一鸣.我国城市道路、桥梁车道宽度标准研究[J].公路,2011,(7):81-84.
[5]Wang Rui,Zhang Lei,Sun Rongli,et al.A PervasiveTraffic Information Acquisition System Based onWireless Sensor Networks[J].IEEE Transactions onIntelligent Transportation Systems,2011,12(2):615-621.
[6]刘家祥,胡开全.道路交通大拥堵,武汉怎么办[EB/OL].http://www.whtpi.com/page/web/5/25/247.html,2005-02-17.
[7]Sam Leung,Wil Gomez,Jung Jun Kim.ZigBee MeshNetwork Simulation Using Opnet and Study of Rou-ting Selection[EB/OL].http://www.sfu.ca/～mingl/,2009.
监测传感 第5篇
摘要：随着荧光分析技术和传感技术的发展,荧光化学传感器已经成为一种重要的连续分析测量装置.它具有很高的选择性和灵敏度,可以实现对pH、溶解氧、含氮化合物、有毒害重金属离子、有机污染物进行实时和在线测定,因此在环境分析监测方面具有广泛的.应用前景.简要介绍了荧光化学传感器的原理、制备及分类,综述了近年来荧光化学传感器的发展及其在环境分析监测中的最新研究成果,并探讨了荧光化学传感器在环境分析监测领域的应用前景和发展方向.作 者：高攀峰 曾光明 牛承岗 汤琳 Gao Panfeng Zeng Guangming Niu Chenggang Tang Lin 作者单位：高攀峰,Gao Panfeng(湖南大学环境科学与工程学院,湖南,长沙,410082;武汉科技大学中南分校生命科学学院,湖北,武汉,430223)
曾光明,牛承岗,汤琳,Zeng Guangming,Niu Chenggang,Tang Lin(湖南大学环境科学与工程学院,湖南,长沙,410082)
监测传感 第6篇
一、前言
对于雨情的监测和预警，目前普遍采用的方式是通过从城市气象部门获取降雨量信息进行的。许多城市也都建立起防汛监测系统，并结合3S（GPS、GIS、RS）空间统计分析手段，以及历史信息情况综合得到监测和预警的结果，但效果并不十分理想。目前的主要问题是监测数据本身现势性以及准确性都不足以满足当前监测和预警的需求。以北京为例，市气象局以城区大约间隔5公里、郊区10-15公里的建设原则，建成了由177个自动气象站组成的动站网，覆盖北京市全地域。虽然说在宏观上已经满足了日常业务需要，但对于市区内部的监测预警来说，5公里的间隔就显得太大了。如西城区60余平方公里的地区也就2-3个监测点，这样的数据精度对于精细化的监测和预警都是不够用的。
二、概述
在城市低洼平房院落或者长期积水点，建设由若干个雨量传感器组成的自主雨量监测网络，并通过无线网络实时传输降雨量数据。在此基础上建立起城市防汛监测与预警平台，实现实时降雨量信息的浏览，历史降雨量信息查询统计，在雨量达到一定级别（例如中雨以上）时，结合气象部门的降雨量预报信息，通过短信平台自动向相关人员发送雨情预警信息，为城市防汛及应急工作提供及时可靠的降雨量信息支持，具体如图1所示。
三、自主雨情监测网的建设
（一）雨量传感器
雨量传感器是雨情数据源监测的基本工具，由两部分组成：雨量测量装置和数据发送装置，具体如图2所示。雨量测量装置称为雨量计或者测雨计，是能自动连续记录降雨量的仪器，目前主要有虹吸式、称重式、翻斗式等几种。而数据传输装置主要是利用安装有手机卡的DTU（数据传输单元），通过以手机接入移动网络(3G网络或GPRS网络) 的形式把雨量测量装置获取的雨量数据以一定的时间隔（不降雨时一般以小时为间隔单位，降雨时则以分钟为单位）发送到指定IP地址的服务器上。
本文的自主雨情监测网采用了3G和物联网相关技术用于雨量信息的收集、传输、雨量计设备的运行状态实时监测等，真正实现了无人值守的物物相连、信息互通，具有物联网基本概念，属于物联网基本应用之一。
（二）监测点布控原则
监测点布控涉及的因素很多，对监测的准确性有着很大影响，可因地制宜进行综合考虑。西城区开展雨量布控建设主要遵循以下几点原则：
⑴总体设计原则：首先根据以往掌握的情况，如低洼区，积水点等，考虑监测区域的总体情况，确定部署监测点的总个数，此时应该以地形图为参考，比例以1∶500或1∶1000为宜。
⑵分级分层原则：确定了总个数后，要进行分级分层，一般以街道、社区为分级分层标志，尽量要布满上级层次，下级层次以后还可以继续细化，体现可扩充性。
⑶地理布局原则：参考城市中的街巷、院落、空地等自然地理布局进行布控，并选在高处（屋顶，楼顶），防止树叶等物遮挡。
⑷方便管理原则：为方便实施管理，应该尽量选择有人值守的单位或位置布设监测点，也避免发生危险。
⑸负载均衡原则：采用电源供电的雨量传感器，发送数据的间隔时间可以设置短些；采用电池供电的雨量传感器，发送数据的间隔尽量长些。
⑹相对稳定原则：布控结束后，不同层次的监测点最好少调整，同一层次的监测点可无限制。
（三）西城区布设情况
应用上述原则，北京市西城区已在15个街道（保证每个街道至少有一个监测点），选择城低洼平房院落或者长期积水点附近进行雨情监测点布控。
四、雨情监测和预警系统的建立和应用
（一）系统结构
基于WEB的数据处理日益成为信息化的中心环节，数据库的灵活性、安全性和可拓展性成为数据处理技术的焦点。应用系统的不断扩充和新功能的不断增加，基于传统的二层数据处理结构的系统拓展性、维护成本、数据安全性和应用间通信功能障碍等原生性问题的存在，已不能适应目前的需要。因此，西城区雨情监测和预警系统采用分布式三层体系结构，包括数据层（Data Layer）、业务逻辑层（Business Logic Layer）和表现层（Presentation Layer），并由三大技术进行支持（雨量传感器技术、无线传输技术以及空间决策支持技术），其总体结构具体如图3所示。
1.数据层为最底层，包含了雨情监测和预警所需的所有数据资源，包括城市基础信息数据、防汛设施数据、雨量监测数据、预警预案数据等。另外，与数据有关的安全、完整性控制、数据的一致性、并发操作等也都在数据层完成。
2.业务逻辑层对应应用服务系统，所有的应用逻辑、控制都在这一层，系统的复杂性也主要体现在这里。本层包含了系统的核心功能：数据接收，基础GIS功能，历史数据管理，统计分析，实时雨情监测，预警分析，系统维护等服务和操作。
3.表现层也称用户层，主要指系统的用户界面，它要求尽可能的简单，使最终用户不需要进行任何培训就能方便地访问各种雨情信息并进行相应反馈。通过将表现层与业务逻辑分离处理，使用户界面与应用逻辑位于不同的平台上，两者之间的通信协议由系统自行定义。通过这样的结构设计，使得业务逻辑被所有用户共享。
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（二）系统核心功能
西城区雨情监测和预警系统是集电子地图、实时雨量监测、雨情预警分析等于一体的数字城市防汛综合应用平台。该平台核心功能可分为3个主要部分，也称为子系统，分别为：雨情信息接收子系统、雨情监控与预警子系统，预警短信提醒子系统，每个子系统有其相应功能。
1.雨情信息接收
主要功能为：设置接收系统IP地址、端口号、存储数据库等相关参数；自动保存数据接收日志；保存接收的信息到数据库中等。
2.雨情监控与预警
本部分为系统核心功能，主要包括：
（1）西城区所有监控点实时雨情信息的浏览：可以显示当前监控点实时数值以及降雨等级。
（2）历史雨情查询：查询各个监测点某个时段内降雨数值信息、雨量等级信息等，查询结果可用表格的方式输出和打印。
（3）历史雨情统计：提供对降雨量数据按时间（月，周）、空间（街道、社区）的统计，并以图表的方式显示。
（4）预警分析：利用实时雨情数据，参考气象预报数据、历史积水情况数据以及城市防汛降雨量等级标准建立预警分析模型，确定是否预警以及当前预警范围与级别。
（5）应急分析：利用预警分析结果，根据启动预案标准，提供应急预案支持。
（6）降雨设备状态监测：提供雨量传感器设备的实时状态浏览，历史状态数据的查询等功能。
3.预警短信提醒
主要功能为：降雨量达到一定等级，自动向相关管理人员发送降雨量实时信息短信；当预警分析完成后，向预警应急管理人员发送预警短信；当雨量传感器设备故障了，自动向雨量设备管理人员发送提醒短信；另外，也可以通过特定编码询问方式，通过短信索取当前降雨量数据，系统验证后自动回复。
（三）系统实现
西城区雨情监测和预警系统采用B/S（浏览器/服务器）软件系统结构，采用Flex以及C#作为编程语言，SQL Server 2008作为后台数据库服务器。利用ArcSDE存储空间数据、ArcServer提供地图服务，通过UG/Open MenuScrip实现界面与系统紧密结合。
（四）应用效果
西城区雨情监测和预警系统引入了3G通信与物联网相关技术作为主要技术支撑，采用了稳定成熟的富客户技术和GIS技术实现城市雨情的丰富展现与图形空间分析功能，从上线运行情况来看，系统运行稳定，性能可靠，提供了及时准确的降雨量信息与预警服务，很好地满足了西城区城市防汛及应急工作的需要。同时，系统界面设计简洁、操作简单，方便了城市日常防汛监管及各项专题分析业务的开展。
五、结论
本研究中的最大特点是自主建立了由25个监测点组成的西城区雨情监控网络。这样，城市防汛监测和预警就可以形成以气象部门降雨量信息为主的宏观预测，和以自主雨情监测网络的实时降雨量数据为辅的微观预报相结合的立体雨情预报体系，从而大大提高监测数据的可靠性和精度。同时，因为可以自由确定监测点位置（如长期积水点附近），监测的针对性大大提高。
城市雨情监测和预警系统的应用结果表明，它实现了城市雨情的丰富展现与图形空间分析功能，可以及时准确地为相关部门和人员提供分析所需的实时信息和预警信息，并且具有较强的鲁棒性和稳定性，可为城市防汛管理提供更好的信息支持。
参考文献
[1]王毅,刘洪伟,刘舒,等.网格化管理在城市防汛减灾中的应用研究[J].北京水务,2011, (3): 8-11.
[2]马丰斌.北京城市防汛排水系统问题与对策[J].北京水务,2009,(5):6-8.
[3]吴富宁,刘洪伟,孙京都.新时期城市防汛工作的思路与实践[J].中国防汛抗旱,2009,(2):31-36.
[4]徐帮树,贾超,王育奎,等.城市防汛预警决策支持系统研究及应用[J].山东大学学报,2011,41(2): 168-172.
[5]邱绍伟,胡传廉,吕文斌,等.基于WebGIS的城市防汛应急管理辅助决策研究[J].水利水电技术,2008, 39(10):100-104.
（责任编辑：黄荔）
土遗址监测传感网原型系统设计 第7篇
大型土遗址由于其不可再生和不可替代性, 其保护上升到国家战略角度, 成为我国可持续发展战略的重要组成。随着经济全球化趋势和现代化进程加快, 土遗址受到严重威胁, 加强土遗址保护工作已刻不容缓。现有的化学加固和保护方式[1,2,3]难以预期百年以后的长期效果, 国际上学者倡导通过环境调控的方式进行自然无损的预防性保护。
大型土遗址生存环境变化是对遗址保护影响的重要因素, 因此, 其数据的监测采集、分析、最优生存环境的确定和环境因素控制是实现大型土遗址保护中最关键的环节。传统的监控方法主要依靠工作人员手工测量、计算, 工作量庞大, 实时性差, 数据丢失严重, 难以有效的对采集的海量数据进行融合分析, 缺乏科学性和智能性, 严重影响了大型土遗址保护工作的进行。无线传感网因其不需要固定网络支持, 抗毁性强等特点, 将无线传感网用于文物保护, 既能提高文物的保护水平又能节省人力资源, 降低劳动强度, 有着传统技术无法比拟的优势。文章设计并实现了大型遗址监测传感网原型系统, 在陕西明长城上部署传感节点, 收集温度、湿度、振动等影响遗址健康的各种参数, 通过汇聚节点将数据传送到管理中心。为文物保护专家针对土遗址预防性保护提供科学依据, 探索发现环境因素的静态与动态变换对大型遗址保护的作用, 从而探索大型遗址生存环境优化的机制与途径, 分析判断环境是否符合文物的生存条件标准, 提出解决文物保护的技术体系。
2 大型土遗址监测传感网原型系统
以陕西明长城实地应用描述该原型系统。
2.1 系统概述
原型系统由无线传感网、无人机、通信网络、监测中心和专家系统构成了一个三维立体监测系统, 如图1所示。
2.2 系统构成
原型系统中的传感器节点采用自行研制的集成温湿度和光照的传感器节点、土壤内部温湿度传感器、气体传感器节点和太阳能网关。集成传感器节点采用ATMEGA128L芯片, SHT11传感器, CC2420无线通讯模块和DYP55光敏电阻。根据土遗址自身特点, 设计了感知遗址内部温湿度的传感器节点, 其特点是体积小, 对遗址损伤很小;同时结合端口复用技术, 实现单个节点多点测量, 大大减小了节点部署的密度, 降低成本。气体传感器能够感知CO2, H2S和SO2含量。此外, 依托ARM实现具有远程实时传输、海量存储数据、运算能力强、低能耗的实用价值的无线传感网数据收发平台;通过太阳能技术提高节点可生存性, 结合端口复用技术实现对遗址单位纵深多感知探测。
陕西明长城监测应用中, 将节点随机部署在游人不易到达之处, 实时采集环境的湿度、温度、光照、气体含量等数据。选择监测区域为榆林市榆阳区的十八敦村长城、镇北台长城、建安堡, 定边县的砖井堡、二楼村长城1段。以明长城镇北台段为例说明具体部署方案:
长城镇北台段地处陕西省榆林市榆林区, 以镇北台为中心的2公里区域部署传感器节点120个, 网关8个。形成在2公里区域, 以30米为间隔, 每个间隔纵深部署2个传感网节点;以250米为间隔, 每个间隔部署一个网关, 汇聚各节点采集的信息, 网关集成了一个风速风向传感器和1个振动传感器。周边选取5种典型地貌区域, 形成小范围的节点部署规模, 每种地貌部署酸雨及降水强度实时传感器3个, 气体传感器5个, 夯土温湿度传感器27个。最终形成以镇北台段为中心, 周边5个区域为典型监测点的传感网监测系统。如图2所示。
当感知节点采集到数据后, 首先由退避策略根据网络状态确定退避时长, 然后利用信道接入策略有序占用信道, 之后按照可靠机会路由策略建立由感知节点到sink节点的路由, 最后采用基于能耗最优的可靠传输策略将数据传送至汇聚节点。汇聚节点将接收到的数据通过通信网络发送到监测中心和专家系统, 为提出解决文物保护的技术体系提供可靠的数据依据。
该系统包括展示模块、报警模块、预测模块和网管模块。展示模块是针对收集到的数据, 可以根据客户选择的展示方式 (折线图, 柱状图, 等值线) 。报警模块包含异常数据报警和健康状况报警两部分, 其中, 异常数据包括异常环境数据和异常网络状况 (比如节点失效或网关不能正常工作) , 健康状况报警针对长城健康状况进行报警。预测模块包括健康状态预测和环境预测, 可以根据环境数据, 对长城的具体变化用图示的形式表现, 同时对未来的环境做出预测。网管模块包含网络拓扑、节点数据显示、网络状况显示和数据包路径显示四部分。如图3所示。
2.3 系统设计
大型土遗址监测传感网原型系统可分为以下三部分:
(1) 数据采集
针对陕西明长城选择基岩山区、风沙滩区、沙漠区、黄土梁峁区、沙漠戈壁区等不同环境, 在不同地形地貌的长城遗址上检验可靠传输机制的适应性, 目标是保证大量监测数据能够准确、可靠传输。传感器节点和sink节点部署在游人不可达的外墙区域。传感器节点每隔10分钟采集一次环境数据, 按照可靠的机会路由策略建立一条路由, 通过可靠传输协议将数据发送到sink节点, 最终发送至监测中心和专家系统。
(2) 数据通信
利用自行研制的传感器感知光照、气体含量、表面温湿度、降雨量、土壤中的温湿度等环境信息, 通过可靠、低功耗的数据传输协议将数据传送至sink节点。
长城土遗址跨越山丘、河流、沙漠等多种地理环境, 大多数遗址地处偏远, 交通不便, 同时公用通信网络的基础设施缺乏, 无法完全依赖现有的网络实现远程感知信息的传输。因此, 在3G网络覆盖范围内利用通信网络将数据传回监测中心, 没有3G信号覆盖的范围, 由无人机周期性的收集数据, 将数据转存至监测中心, 同时, 无人机可以对地面进行拍摄, 获取长城实时外观信息, 能够及时发现人为破坏情况。
(3) 长城健康状况分析与预警
根据监测中心获取的数据, 结合专家系统中的形变监测模型, 利用回归平面分析、曲线拟合、云模型等方法, 对形变过程进行描述, 对土遗址物理形态进行监测, 获取有关形变定性与定量的结论, 识别土遗址形态的破坏性变化、病变, 如明长城遗址变形、沉降等, 发出预警, 为大型土遗址的保护提供科学指导。
3 大型土遗址监测传感网原型系统的应用
目前已在原型系统中实现了上述协议, 下面以基于滑动缓存的WSN可靠传输协议[4]为例说明实现过程。
对长城环境和状态进行实时数据采集与可靠传输, 是构建预警系统、为长城的管理和保护提供技术支撑的基础。基于滑动缓存的WSN可靠传输协议在保障数据传输可靠性的前提下, 平衡与能耗的关系, 根据动态链路质量确定数据包缓存的节点位置。具体是, 按照通信距离将链路上的节点划分为近源 (near-source) 节点和近汇聚 (near-sink) 节点, 根据链路质量动态调整中间节点缓存数据包的位置。设定链路质量阈值为pm, 丢包率大于pm时, 数据包在nearsource节点缓存, 能够有效的提高可靠性;否则, 数据包在near-sink节点缓存, 可以有效的降低丢包重传时的能耗和时延。此处设置pm=0.1。
当源节点发送数据包后, 第i个节点成功接收到数据包时检查当前数据包的缓存 (Cached) 标志, 对 (Cached) 标志未置位的数据包计算缓存概率hi, 根据该值进行缓存, 同时修改该Cached标志, 然后转发数据包。
为避免缓存过于集中到部分节点, 通过缓存概率hi的取值构建缓存位置成正态分布的模型, 具体公式为:
相应的代码如下所示。
汇聚节点检查数据包传输情况, 发现丢失则发送NACK信号由反向路径查找丢失的包, 每隔10分钟计算一次丢包率, 代码如下:
4 大型土遗址监测传感网原型系统的应用效果
目前, 已将传感器节点实际部署到陕西明长城的直线带状区域和带转角的带状区域中, 实时对长城生存环境和健康状态进行监测。明长城在陕西境内全长约1200多公里, 范围狭长, 若监测区域内的所有感知节点都与单一的sink节点交换数据, 则sink节点负载过重, 同时过度路由的情况将频繁发生。因此, 实际部署时增加了簇头节点, 感知节点将数据传送给簇头, 簇头节点再转发至sink。明长城周围交通非常不便利, 如果由人工完成数据采集, 则周期过长, 成本也很高。因此, 在3G网络覆盖范围内可通过通信网络将数据传回监测中心, 否则, 由无人机根据需求周期性的收集数据, 将数据转存至监测中心。
原型系统应用效果:我们设计并实现了一个无线传感网文物动物保护数据分析系统, 根据收集到的数据可对监测目标进行地理信息分析、结果健康分析和环境因子分析等分析、统计。
5 结束语
文章针对关于可靠数据传输机制的研究, 以陕西明长城保护为例, 设计并实现了大型土遗址监测传感网原型系统。首先描述了原型系统的概述和总体构成, 然后给出了具体的系统设计, 之后以可靠传输策略为例说明了可靠传输机制在原型系统的实现, 最后, 通过开发的数据分析系统展示原型系统的设计结果。
参考文献
[1]周双林, 原思训.有机硅改性丙烯酸树脂非水分散体的制备及在土遗址保护中的试用[J].文物保护与考古科学, 2004, 16 (4) :50-52.
[2]B.H.Stuart.Conservati on Materials.In Analytical Techniques in Materials Conservation[M].New York:John Wiley&Sons, 2007.
[3]COFFMAN R, SELWTTZ C, AGNEW N.The adobe reseach project at Fort SelderⅡA study of the interaction of chemical consolidation with adobe and adobe constituents[M]//6th International Conference on the Conservation of Earthen Architecture.Las Cruces, New Mezico, USA October, 250.
基于传感技术的智能床位监测系统 第8篇
目前医院普遍使用固定或移动的医疗监护设备进行患者生理参数的采集,通过线缆将数据传输到监护中心。建立在线缆连接基础上的传统监护系统往往成本高、体积大、不便于携带,比较适合医院重症监护病房的急危重病人的监测[1]。对于普通护理单元,大多数医院只配置几台移动的医疗监护设备用于手术后或需要监护的病人使用,而普通病人的生命体征是由护理人员定时到床边进行手工采集,无法做到所有病人实时、连续、长时间的生命体征监测。随着物联网、传感技术的发展,多参数、可穿戴式的无线医疗监测设备越来越受到关注,为需要经常测量生理参数的患者(如慢性病人或者老年患者等)随时随地接受监护成为可能。
1 传感技术
传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号器件。国际电工委员会(IEC: International Electrotechnical Committee)的定义为:“传感器是测量系统中的一种前置部件,它将输入变量转换成可供测量的信号”[2]。 传感技术包含了众多的高新技术,利用被识别(或诊断)对象与特征信息间的关联关系模型对输入的特征信息集进行辨识、比较、分类和判断。
我院设计的智能床位监测系统应用力敏、振动及温度等多参数结合的传感器,安装在病床上,在不接触患者身体的情况下,对患者的心率、呼吸率及体动翻身、在/离床等数据进行动态实时连续的采集、分析统计,实现床位监测、异常事件提醒等功能,打破了传统采集生命体征的方式。
2 系统架构
智能床位监测系统由传感器、传输网络、控制器(中间件)、床位系统四部分组成,传感器安装在病床的指定位置(固定在床架上),实现对体征数据的采集,并通过无线方式(WIFI)实时传输给物联网AP,物联网AP将数据统一传输到控制器(中间件),控制器对协议进行统一的过滤转换、算法分析,并将结构化的体征信息保存到后台数据库,护士工作站通过床位监测系统对病床进行统一的监测,从而满足医院不同病区对生命体征及病人异常状态监测的需求。系统架构见图1。
3 系统设计
生命体征、睡眠质量等信息对疾病诊治具有非常重要的参考意义,而目前大多数医院的普通护理单元无法实现所有患者生命体征的实时数据采集。在设计智能床位监测系统时,主要解决以下几方面的问题:
传感器能采集心率、呼吸率、体动等数据;电源使用直流供电,无需经常更换电池;信号通过WIFI无线传输。
监测方式非接触式监测方式,不影响患者正常活动,增加患者的体验度。
软件系统能监测到整个护理单元所有床位的患者信息;系统能为医护人员提供患者在床/离床、翻身体动和心率呼吸、睡眠质量等数据,并且可以进行个性化参数设置,出现异常情况时,系统能及时报警提醒医护人员进行干预;系统可在不同终端使用,如PC端、移动PDA端等。
4 系统功能
生命体征监测系统对床位病人连续24 h不间断监测,包括体温、心率、呼吸、体动,并且可以自由配置床位病人的体征预警,对体征项数据达到危险值的床位进行实时报警,例如可以对体温超过38 ℃的病人进行及时报警。
离床、坠床监视系统对病人进行离床、坠床的实时监测与报警,同时也支持自由配置对指定床位进行预警设置,如设置5号床位夜间离床超过10 min就进行报警提醒。
褥疮的风险管理系统对于长期卧床的病人,根据设定的时间间隔和上次动作发生的时间,自动生成短消息提醒看护人员再次移动患者。能够对褥疮的风险进行分析并及时报警,护士可以对不同风险等级的病人进行有效监护,如风险等级高的病人,得褥疮的风险概率相对较大。
睡眠质量分析系统对床位病人每天的睡眠质量进行分析,通过与长期趋势和医护标准在睡眠时间、躁动、夜间心率和呼吸率的对比来监控夜间睡眠质量,包括浅睡时长、深睡时长、翻身情况等,并可以与前期睡眠进行对比,见图2。
5 应用情况
基于传感技术的智能床位监测系统可以准确检测多达十项生命体征指标,如心率、体温、呼吸、离床时间等。医护人员在履行日常工作职责的同时可通过各种移动终端(PDA,i Pad等)和非移动终端(计算机,工作站)全天候监控监护对象,实时查看监护对象的健康数据和接受警告信息,见图3。通过后台服务器,系统每天都会出一份病人昨夜的体征情况,主要包括体征情况、睡眠情况、在离床情况、昨夜心率趋势图、呼吸趋势、翻身情况以及通过知识库给出的分析建议。监护人员可进行数据的分析和对比来判断病患的睡眠模式,参考安静时的心率和呼吸率以及睡眠质量等指标,有利于临床的诊断和治疗。
6 结论
基于传感技术的智能床位监测系统是信息技术在临床应用的新探索,通过在医疗机构对病患的实时监护,可推广到居家养老院进行体征的监控[3]。相信在当今广泛倡导个性化医疗、精益医疗的过程中,传感设备在日常生活中采集的数据将对疾病诊断和治疗发挥越来越重要的作用。
摘要：基于应用传感技术开发设计了智能床位监测系统,通过在病床上安装传感器,在不接触患者身体的情况下,对患者的心率、呼吸、翻身及在/离床、睡眠质量等信息进行实时动态采集、分析统计,实现床位监测、异常事件提醒等功能。系统经过一年的临床应用,得到了患者及医护人员的肯定。
关键词：传感技术,生命体征,跌倒,坠床,睡眠质量
参考文献
[1]谭杏飞,蓝惠兰,李艳敏,等.重症监护临床信息系统在ICU的应用[J].国际医药卫生导报,2015,21(8):1147-1150.
[2]陈雷.点评多国仪器展中的传感器[J].国外电子测量技术,2012,2(2):19-23.
监测传感 第9篇
光纤传感技术是伴随光纤通信技术的发展而迅速发展的, 它是以光波为载体, 光纤为媒质, 感知和传输外界被测量信号的新型传感技术, 具有其他载体和媒质难以相比的许多优点。江西省电力公司历时两年, 自主研制了用于架空线路覆冰厚度监测的称重式和应变式无源光纤传感装置, 以及用于架空线路导线弧垂、杆塔倾斜、地线舞动的无源光纤传感监测装置, 通过将多种无源光纤传感装置串接在与架空输电线路同塔架设的电力通信光缆中, 利用光信号传输过程中反射光波长的变化探测架空输电线路状态, 从而组成以光波为载体、光纤传感装置为媒质、光纤通信与传感融为一体的准分布式无源监测系统, 实现了对架空输电线路覆冰、温度、弧垂、杆塔倾斜的实时监测和地线舞动预警。
该项目成功研发后, 选择在典型区域九江110 kV妙星线蛇头岭高海拔处的5号到6号塔、星子大岭风电场的111号到112号塔挂网试运行。2011年9月10日23时20分, 瑞昌市发生了4.6级地震, 震源深度为17 km。该系统实时将位于震区地带的杆塔塔基应变及倾斜监测数据回传, 通过分析比对, 与供电工作人员现场勘察报送的信息完全吻合。2012年春节期间遭遇低温雨雪天气, 该系统对妙星线线路覆冰情况也作了“忠实”的报告。
一种混杂传感器网络监测系统设计 第10篇
关键词：危险/恶劣环境,混杂传感器网络,监测
1 引言
无线传感器网络由大量高密度布设的廉价微型传感器节点组成, 这些节点具有信息采集、数据处理和无线通信等多种功能, 通过无线通信形成一个多跳的自组织分布式网络系统, 可根据环境信息自主完成指定任务[1]。与传统的无线通信网络和Ad Hoc网络相比, 无线传感器网络具有自组织性、低成本性、资源受限和以数据为中心等特点[2], 这些特点使得无线传感器网络非常适合于大规模部署在森林、沙漠、战场等危险/恶劣环境, 进行信息获取。
无线传感器网络技术源于军事防御、灾害监测与救援等危险/恶劣环境监测应用需求, 随着相关技术的发展、应用需求的升级, 在传统的静态传感器网络概念中注入了新的元素, 形成一种新型混杂传感器网络。本文面向危险/恶劣环境监测应用需求, 设计构建出一种混杂传感器网络监测系统。
2 混杂传感器网络特点
(1) 呈现混杂网络拓扑结构
在传统的无线传感器网络中, 人是网络管理者, 网络节点处于静止状态。而在这类应用中, 人成为网络参与者, 充当网络移动S ink节点。网络由大量静态节点 (传感器节点) 以及多个移动Sink节点 (人或智能移动平台) 组成, 形成静态节点与移动节点相结合的混杂网络拓扑结构。
(2) 多种无线通信协议共存
传感器节点计算、通信、存储能力受限是无线传感器网络的一大特点, 因而难以胜任语音、视频等大数据量通信。而随着监测领域需求的不断升级, 环境传感器、语音、视频等多模态信息成为监测系统的基本组成, 传统的无线传感器网络通信方案 (如:TI公司的CC1***、CC2***系列通信方案) 并不适合大容量数据通信, 需要集成可胜任语音、视频等大容量数据传输通信方案, 如:802.11协议及其通信模块等。例如, 同时集成802.11g与802.15.4两种通信协议, 利用802.11g网络带宽较大的特点进行语音、视频等大容量数据传输, 同时发挥802.15.4低功耗、低成本的特点, 负责温湿度、人体红外监测、震动检测、危险气体检测等物理传感器的数据传输。
(3) 应用无线传感器网络定位
在一些危险/恶劣环境监测中 (如:战场、灾害现场等) , 往往缺乏必要的通信基础设施, 或者现有通信网络存在覆盖盲点, 基于基础设施的监测技术难以适用于这类监测应用。无线传感器网络具有节点密集、随机分布、自组网等特点, 无需另外布置通信基础设施, 特别适合部署在这些危险/恶劣环境监测应用。由于环境恶劣, 人员往往难以大量到达, 事件发生的位置或获取信息的节点位置是监测消息中所必须包含的重要内容[3], 比如:战场上需要获取敌方运动的区域, 灾害现场监测应用中需要知道环境信息所对应的位置。因此传感器节点必须首先知道自身的地理位置信息, 这是进一步采取措施和做出决策的基础。
3 混杂传感器网络监测系统架构
本文设计的混杂传感器网络监测系统分为四层架构, 如图1所示, 至上而下分别是远程监控层、现场监控层、移动交互层、环境感知层, 可支持从现场到远程监控中心的无线信息交互。现场通信网络采用两层网络结构, 顶层 (移动交互层) 为骨干网, 采用802.11g无线通信协议搭建, 可满足语音、视频等大容量信息传输对网络带宽、传输速率的需求;底层 (环境感知层) 为接入网, 采用802.15.4低功耗无线通信协议构建, 负责传输环境信息, 降低系统成本以及节点功耗。
(1) 远程监控层
该层是系统的最高监控层, 通过现有成熟的远程通信网络与现场监控层系统进行信息交互, 实时了解监控现场状况并且对监控现场下达指挥命令。由于该层应用相关性特点非常突出, 该层并不是每个应用的必备组成部分 (在很多应用中, 最高监控指挥中心设置在监控现场) 。
(2) 现场监控层
该层与移动交互层进行现场无线通信, 并通过现有成熟远程通信网络与远程监控层通信;主要负责接收移动交互层、环境感知层传输的视频、语音、环境传感器等多模态信息, 并向这两层发送控制指令, 由于控制指令具有应用相关性, 本原型系统目前只设置了“集合”、“救援”等控制指令, 用于演示系统功能、检测网络性能。
(3) 移动交互层
该层由多个移动节点组成, 集成了802.11g与802.15.4两种通信模块。移动节点分为两大类:第一类为可佩戴穿戴式设备的移动用户, 第二类为智能移动平台 (当人员不便或无法达到监测环境时, 采用智能移动平台代替移动用户, 同时智能移动平台在事件定位中充当移动锚节点) , 移动节点既是系统骨干网中的路由节点 (基于802.11g通信模块实现通信) , 负责与现场监控中心以及其他移动节点进行多模态信息 (移动用户生理信息、环境传感器信息、语音信息、视频信息) 交互;同时还充当系统接入网 (环境感知层) 的移动Sink节点 (基于802.15.4通信模块实现通信) , 汇集环境感知层采集的环境信息, 延伸移动节点的感知范围。
(4) 环境感知层
该层由数量众多的环境感知传感器节点组成, 采用802.15.4协议, 基于TI公司C C2430、CC2431无线通信方案, 构建系统接入网。充分发挥了传统无线传感器网络成本低、功耗小的特点, 负责采集环境信息 (目前实现了环境温湿度、CH4、CO等危险气体浓度检测、人体红外检测、震动检测等传感功能) , 定位并上报各种事件信息, 同时执行上层的环境信息查询命令。
4 结语
本文针对无线传感器网络应用发展需求, 设计出一种混杂传感器网络监测系统, 系统通过集成多种通信协议、构建多移动Si nk网络拓扑结构、结合智能移动平台, 丰富和拓展了传统的静态传感器网络概念。
参考文献
[1]D.Estrin, R.Govindan, J.Heidemann, et al.Next century challenges:scalable coordination in sensor networks[C].In Proc 5th ACM/IEEE Int'L Conf on Mobile Computing and Networking, 1999:263～270.
[2]J.A.Byrne.21 ideas for 21's century[J].Business Week, 1999, 8:78～167.
监测传感 第11篇
关键词：传感器技术；环境监测；应用；进展
引言：当前，传感器技术应用在环境监测工作之中已较为普遍，如何提升传感器技术在环境监测工作中的应用效果，是当下学术界研究的主要课题之一，也是环境监测工作需要考虑的问题。
1 生物传感器的探究
生物传感器采用的是抗体与功能基因等生物材料的一种敏感性材料，运用信号采集设备，把生物化学中的相关信息替换成对电信号的分析装置，生物活性物质通常可当做一种敏感性材料，针对环境当中含有的污染物进行辨别，其中，敏感材料的不同其能够适应的传感原件也会存在一定的差异性。这与以往传统的传感器对比来看，生物传感器所具有较强的选择性、测试速度也是非常快的、操作起来比较便捷，能够持续性的完成一系列的监测。
九十年代环境监测生物传感器成功研发出来，AWACSS系统大力支持歐盟项目，世界很多国家都采取生物传感器技术对水当中的微量有毒污染物进行具体的检测，其促使了在水中对6种微量有毒污染物的系统化定量监测的顺利实现，可是，监测设备目前也处在最初的试验性阶段，并没有正式地投入生产及正常运用。从2000年开始，在国家863计划的大力支持下，清华大学环境学院研究中心研制出小分子环境污染物生物材料、传感原件功能材料装饰与系统光学准直设计、复杂环境样品监测中微弱信号的采集及攻克了干扰屏蔽等关键性技术问题，同时研发出在线式、便携式、微型传感器等水中有毒污染物灵敏性较高的监测设备实现了长时间的现场系统化监测，从而在很大程度上推动着我国环境生物传感器技术水平地显著性提高，促使我国在环境监测与水污染掌控方面的技术获得了明显地进步。
2液体传感器的应用研究情况
液体传感器通常在检测水体环境时使用。但复杂多样的水环境污染物，与气体传感器比液体传感器的实用性更强，检测效率也更高。另外，水环境污染物涵盖了大量的天然污染，其中最为主要的是在受人为因素的影响下，最终所形成的有机物、无机物的污染。其中，有机物污染物包括激素类、杀虫剂等。其中在无机物污染物当中，重金属占据了非常主要的位置。若在水体中，上述污染物超出规定标准，不但会给生物体的正常生存造成不利的影响，并且会威胁到人们的身体健康。
2.1对无机物中技术离子检测的采取
受到采矿、印刷等日常生产中排放出的废水会引发重金属离子的形成，所以，通常情况下，重金属离子的类别是多种多样的，譬如：铬、铅、锰、汞等。如果水环境中重金属离子被生物体摄取了一定的数量，重金属就会在水环境中逐渐集聚，从而造成生物体出现中毒甚至是死亡的事情发生。在处理重金属离子的过程当中，仅仅能够改变其具体的形态，其中的毒害情况根本不能得到根本上的彻底清除。
在环境监测的过程当中，传感器能够自动化的完成对地下水样的抽取，同时在分光光度计与1.2-联苯卡巴肼的影响作用下，针对地下水中的重金属实际含量实施系统化监测。
重金属离子检测不仅可采用化学方法，与此同时对生物来源分子进行科学合理化的有效性利用。在大肠杆菌当中包括一种特殊性质的蛋白，其能够与镍离子有效地综合在一起，将荧光基因成功地猝灭。通常状况下，荧光强度与镍离子的实际浓度是反比的关系，能够对镍离子实现成功地定量检测，其具有良好的选择性能，通常也仅仅是在Cu2+ 、C02+ 等离子当中有交叉反应的出现。总而言之，传感器的运用能够实现对待测物质实际浓度的系统性检测，并且可达到多项指标检测的最终目的。
2.2农药残留物质检测方法
在较短的时间当中，农药可以约束病虫对农林造成的伤害，可是如果农药量过大还会伤及到人类及牲畜的健康。据报道，农药只有10%的利用率，在土地当中会残留下一大部分，是造成环境污染的一大重要因素。大家都知道，食物链是客观存在的，在食物链的作用下农药等有害物质会不断地转移到人们的身体上，威胁全人类的身体健康。
在监测农药残留物时，电流计与钴-苯二甲蓝染料最为常见使用，对三嗪类除草剂的检测最低可达到50ug/L，将样品采取一定的处理措施进行浓缩，通常能将检测限度提升到200ng/L.
另外，红外光谱传感器也可对杀虫剂进行检测，因该传感器带有光纤，对信号的耗散作用可有效抑制，而光谱分析工作可对有机磷类杀虫剂进行科学提取，促使杀虫工作顺利地完成。
2.3多环芳香烃类化合物检测方法
多环芳香烃类化合物具有显著的污染性与致癌特性，一般经常会在工业生产中加以使用。在水体当中包含了低于1x10- 9含量的多环芳香烃类化合物，为此，实际监测工作当中一定要避免这些待测物质对监测结果所造成的影响，否则最终所得出的监测信号数值会有很大的误差，对此，我们可运用聚合物膜物质聚集在一起来开展荧光监测，以此得出精准的监测数据。
3生物传感器在大气环境监测中的应用
3.1对SO2 的监测
由氧电极与肝微粒体共同构成生物传感器SO2，这种传感器是利用雨水当中亚硫酸盐的具体浓度来将SO2的实际含量完全展现出来的。其中，亚硫酸盐氧化是依赖于传感器当中的微粒及所损耗的氧气，这样才能够促使氧电极的周边溶解氧浓度逐渐地降低，促使传感器电流产生相应的改变，最终确保了监测数据的精准性。
4生物传感器的应用前景
若使用传统监测法会产生精确度低，重现性差等影响监测的情况。而生物传感器则能弥补这方面的缺点，更适合现代现代环境监测。如今在制作传感器时仍存在一定的难度，不仅价位高，使用寿命也比较短。而科学技术的不断发展，肯能可以将生物传感技术的不足作出改善，使生物传感技术得到更大范围的应用，在环境监测中起重要作用。
结语：综上所述，传感器技术在环境检测的过程中，应用其中的技术要点，能够为环境检测提供技术支持，今后在环境检测工作中，应該更加重视应用传感技术。
参考文献
[1]赵为武，唐国林，张四奇.基于电化技术重金属离子检测技术的研究进展[J].装备制造，2014（12）.
[2]万谦，肖国光，杨平华等。基于碳纳米管修饰电极的酶生物传感器研究进展[J].化工中间体，2014（12）
监测传感 第12篇
随着社会的发展与进步, 安全监测与防范问题越来越受到人们的重视。近年来, 各种恐怖活动层出不穷, 各种入侵手段也日益升级, 因此社会对性价比高、稳定可靠的新一代周界安防系统有着迫切的需求。传统的安防监控系统主要是视频监控系统及保安人员定期巡检, 由于摄像机照射范围的局限性及人力巡检的固有缺点, 企业迫切需要一种更加智能化的安防监控系统。这种系统要求实现智能在线监测, 实现对人员非法入侵的报警和监视。杜绝人员通过非正规渠道进入工作区域, 全方位保护站场, 不留死角。
系统设计在区域四周安装探测光缆, 通过敷设传感光缆, 实时感应周围压力、振动等情况, 对人员非法入侵进行报警, 并能与视频监控系统及声光报警器联动, 在有入侵时自动触发声光报警器。随后系统主监控界面实时调取临近摄像头视频监控信息, 自动切换到报警画面, 图形化显示现场情况, 供管理人员进行现场画面的查看, 进一步确认现场实际入侵情况。
2 分布式光纤振动探测系统研究
光纤振动探测系统是一款基于OTDR原理的分布式光纤振动探测系统, 通过光时域反射技术做到精确定位, 结合后端数据分析处理模块, 实现对振动声音的有效监测。具有智能模式识别, 有效降低误报, 具有TPI事件识别, 可以识别人工挖掘、人工活动、大型机械挖掘、大型机械或车辆的运动、断纤等事件。
光脉冲在光纤中传播时, 由于瑞利散射而发生能量损耗, 通过监测后向散射光强度, 就可以获得散射系数或衰减程度沿光纤分布的状况。
OTDR (光时域反射计) 是测量光纤传输链路特性的仪器, 依据测量信号的不同, 可分为利用后向瑞利散射的传感技术, 利用拉曼效应的传感技术和利用布里渊效应的传感技术。其中基于拉曼散射的分布式温度传感技术是分布式光纤传感技术中最为成熟的一项技术。而基于布里渊散射的分布式传感技术的研究起步较晚, 但由于它在温度、应变测量上所能达到的测量精度、测量范围以及空间分辨率均高于其它传感技术, 因此这种技术在目前得到了广泛的关注与研究。OTDR原理如下图所示:
OTDR本身具有分布式测量的特点, 但用于分布式传感时, 灵敏度却很低。在OTDR基础上发展了基于相位的光时域反射C-OTDR技术、基于布里渊散射的B-OTDR技术等。其中基于布里渊散B-OTDR技术的测量精度、测量范围以及空间分辨率均高于其它传感技术, 但是使用该技术时, 数据处理非常复杂。基于C-OTDR的分布式光纤传感系统不仅具有抗电磁干扰、抗腐蚀、灵敏度高等特点, 而且具有隐蔽性好、报警定位精确、数据处理电路相对简单等优点, 适合于对大范围、长距离进行实时监测。
分布式光纤振动探测系统基于C-OTDR传感原理, 采用超窄脉冲光作为种子源, 注入光纤中的光是高度相干的, 输出为脉冲宽度区域内反射回来的瑞利散射光相干干涉的结果。系统采集光纤中的后向瑞利散射光。当光纤链路中有扰动发生时, 系统所采集的后向瑞利散射光的折射率发生改变, 导致在该位置处光相位发生变化, 从而导致散射光光强的变化。系统通过实时检测光强, 将前后两个信号光强进行对比。当光强有变化时, 通过计算强度发生变化的反射时间来判断发生变化的扰动位置。根据入射信号与其返回信号的时间差, 利用布里渊散射的分布式光纤传感器模型公式就可计算出上述事件点与C-OTDR的距离:
式中c为光在真空中的速度, n为光纤纤芯的有效折射率, T为发出的脉冲光与接收到的散射光的时间间隔。如下图所示:
分布式光纤振动探测系统分布式光纤振动传感器可以在光纤链路中精准定位发生扰动 (扰动主要来自声音和振动) 的地点, 从而定位入侵者。
3 应用研究
本文涉及的周界安防, 主要需求是保护一段防线不受入侵破坏。该系统同时可以与已有的视频监测系统进行联动。当发生报警时, 系统主监控界面实时调取临近摄像头视频监控信息, 自动切换到报警画面, 图形化显示现场情况, 供管理人员进行现场画面的查看, 进一步确认现场实际入侵情况。
3.1 系统方案图
探测光缆可采取环回布置, 主机采用如下接线方式。
采用光纤入侵预警监测系统对边防线区域入侵情况进行监测, 系统采用光纤振动传感技术, 通过无源的光纤传感器实现长距离入侵监测、无人值守等功能。采用的光纤入侵预警监测系统单台主机探测距离可达40km, 将探测光缆敷设在边防线铁丝围网内侧 (或采用地埋施工方式敷设) , 利用多台主机共同监测可使边防线区域形成一个封闭的保护区域, 防止非法进入保护区域。
3.2 分布式光纤周界安防系统系统接入
分布式光纤周界安防系统获取信息有三个流程: (1) 事件发生:由探测光缆感知事件的发生; (2) 信息获取:监控主机获取事件详情; (3) 信息输送:监控主机通过自带网络接口传输信息并报警。
分布式光纤侦测系统主机具备多种通信接口, 可以将监测数据、报警信息等接入多个系统或报警设备中。本系统中通过RJ45以太网口将监测数据、报警数据集成至上位软件平台。一旦发生报警, 上位软件平台界面上将弹出报警画面, 精确定位报警位置, 供管理人员采取措施。
3.3 周界安防系统与视频、声光报警器的联动
周界安防系统是由前端信息采集、中间信息传输、监控中心信息处理以及视频、声光联动等组成, 具有威慑、阻挡、预警、报警四重功能。当入侵行为触发报警时, 系统立即联动相应区域声光警报设备, 发出声光, 对入侵者进行恐吓, 并立即联动相应区域摄像机预置位, 通过视频调出的视频图像, 值班人员可迅速直观地看到现场的实际情况。与此同时, 监控中心报警系统会发送音频信号至值班人员, 提醒复核和处理, 且系统能自动记录警情及自动转发报警, 为警情核实及警后处理提供切实可靠的数据资料。
摘要：本文主要阐述分布式光纤安全监测技术的研究与设计。
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