申请日2013.08.15
公开(公告)日2013.11.20
IPC分类号H04W84/18; G01N33/18
摘要
一种基于物联网的智能城市污水排放点在线多级监测系统，其包括监督主机、传输单元，其特征在于：所述的监督主机通过互联网连接有多个监测子系统，每个传输单元与监测子系统通过无线网络连接有网络节点，网络节点无线连接有远程上位机，所述的监测子系统包括监测管理主机，监测管理主机上连接有用于远程通信的机顶盒，所述的机顶盒通过无线网络连接有多个设置在各个区域的区域集中控制器，所述的区域集中控制器通过无线方式连接有多个环境感知器，ZigBee采集模块，与上述传感器相连接，与信息采集终端通过无线网络连接有网络节点，网络节点无线连接有远程上位机，移动通信终端，与ZigBee模块相互连接，通过公共移动通信网络将数据发送至后台服务器;后台服务器，接收并储存由移动通信终端所发出的数据。
权利要求书
1.一种基于物联网的智能城市污水排放点在线多级监测系统，其包括监督主机、传输单元，其特征在于：所述的监督主机通过互联网连接有多个监测子系统，每个传输单元与监测子系统通过无线网络连接有网络节点，网络节点无线连接有远程上位机，所述的监测子系统包括监测管理主机，监测管理主机上连接有用于远程通信的机顶盒，所述的机顶盒通过无线网络连接有多个设置在各个区域的区域集中控制器，所述的区域集中控制器通过无线方式连接有多个环境感知器，ZigBee采集模块，与上述传感器相连接，与信息采集终端通过无线网络连接有网络节点，网络节点无线连接有远程上位机，移动通信终端，与ZigBee模块相互连接，通过公共移动通信网络将数据发送至后台服务器;后台服务器，接收并储存由移动通信终端所发出的数据。
2.如权利要求1所述智能城市污水排放点在线多级监测系统，其特征在于，所述的环境感知器包括用于检测环境参数的传感器，传感器连接有对数据进行处理的单片机，所述的单片机上连接有无线通信模块，还包括为上述各个单元供电的电源模块。
3.如权利要求1所述智能城市污水排放点在线多级监测系统，其特征在于，所述的每个传输单元上都设有一个本地上位机，本地上位机通过无线网络关节点连接信息采集终端。
4.如权利要求1所述智能城市污水排放点在线多级监测系统，其特征在于，所述网络线路包括3G网络、GPRS或GSM。
5.如权利要求1所述智能城市污水排放点在线多级监测系统，其特征在于，所述的节点包括两种，一种位于传输单元内连接信息采集终端与上位无线网络，另一种是连接远程上位机与传输单元的网络节点。
6.如权利要求1所述智能城市污水排放点在线多级监测系统，其特征在于：ZigBee模块中还包括：数据解析模块、数据存储模块，负责数据的存储功能;数据操作模块，完成对数据的删除、上传、备份等操作;系统配置模块，负责网络服务器的配置以及外设管理。
7.如权利要求1所述智能城市污水排放点在线多级监测系统，其特征在于：所述的传感器和单片机之间还设置有对传感器信号进行处理的传感器调理电路。
8.如权利要求1所述智能城市污水排放点在线多级监测系统，其特征在于：包括电源管理单元，电源管理模块用于为各模块或单元供电，并对内置电池进行充电、电池电量检测。
9.根据权利要求1所述所述智能城市污水排放点在线多级监测系统，其特征在于：所述的机顶盒包括RS232单元、GPRS模块和GSM模块组成。
10.根据权利要求1所述所述智能城市污水排放点在线多级监测系统，其特征在于：信息采集终端包括人机交互单元，人机交互单元接收操作人员的输入操作，并将输入操作转化为输入数据后输出到硬件处理核心板;硬件处理核心板将显示数据输出到人机交互单元进行显示。
11.根据权利要求1所述所述智能城市污水排放点在线多级监测系统，其特征在于：信息采集终端设有阈值，当超出该范围时，显示单元显示报警信息。
说明书
一种基于物联网的智能城市污水排放点在线多级监测系统
技术领域
本发明涉及信息采集传输技术领域，特别涉及一种基于物联网的智能城市污水排放点在线多级监测系统。
背景技术
城市水环境监测是水资源保护和管理必不可少的组成部分，是一项重要的基础性工作。通过对城市水环境中污染物及污染因素进行监测，评价污染物产生的原因及污染途径，对水污染问题进行鉴别和评估，为污染防治提供技术支持。目前，水质监测主要采用先实验室和现场便携人工抽检，再将抽检结果纸质报送各级部门的方法，这种方法存在数据实时性不高、数据更新不及时等问题。如何高效、实时获取水环境参数，研究开发水环境监测新方法，已成为水环境管理与保护的一项重要任务。
物联网技术实现了人与物理系统大融合。使用传感器感知环境，计算机将这些环境信息以文字或图的形式展现给管理员并自动处理这些信息，计算机依据信息处理结果对设备进行控制，环境参数和设备控制命令通过网络传输，物联网将人、环境和设备融为一体。
ZigBee是一种新兴的基于IEEE802.15.4无线标准研制开发的关于组网、安全和应用软件方面的近距离通信技术。ZigBee工作于免执照频段(2.4GHz)，其组成的无线网络可容纳65000个无线节点，网络中每个节点之间可相互通信，通信距离从标准的75米可扩展到几百米甚至是几千米，而且各节点之间可以通过接力传输的方式是传输距离达到最远。ZigBee具有低功耗、低速率、低复杂度、低成本、通信安全可靠、网络容量大等特点。ZigBee组成的网络支持星型网络、树状网络、网状网等多种网络拓扑结构。ZigBee技术应用前景广泛，在未来几年里ZigBee将在工业控制、无线定位、智能家居、汽车自动化、楼宇自动化、消费电子、医用设备控制等多个领域中被应用。
物联网的快速发展离不开作为其核心技术之一的无线传感器网络技术的发展。无线传感器网络有着分布式、自组织性、抗毁性强、监测精度高、覆盖区域大小可调等特殊优点，具有巨大的应用价值，已经引起国际上许多国家的军事部门、环境部门、医疗部门、智能家居、商业界以及学术界的普遍重视。无线传感器网络起源于美国军方的作战需求。1978年，DARPA在卡耐基-梅隆大学成立了分布式传感器网络工作组，之后DRAPA又联合NSF设立了多项有关无线传感网络的研究项目，20世纪90年代中期以后，无线传感网络引起了学术界、军事界和工业界的极大关注，美国则通过国防部和国家自然基金委员会等多种渠道投入巨资主持无线传感器网络技术的研究。
无线传感器网络由于适用性、可扩展性，在学术界和工农业领域都受到高度关注。在国防、医疗、环境监控、家庭自动化和其他许多领域具有广阔的应用前景和极高的参考价值。近年来，在农业现场数据采集中的应用日益广泛。尤其是随着精细农业的快速发展，无线传感器网络在应用中的相关技术越来越成为研究热点，也是物联网实现的核心关键技术。自组织无线传输网络的构建主要完成复杂农田环境下物联网采集信息的可靠传输。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何提供一种基于物联网的智能城市污水排放点在线多级监测系统，实现了对城市水环境的远程监测，便于对城市各个排放点的水环境进行实时的连续的远程监测，使监管部门能及时掌握断面水体的水质状况，有效地把握水质异常、水质及污染负荷量等的变化特征和水污染物排放总量控制的情况，预警预报突发性、流域性以及重大的水污染事故，及时追踪污染源，监督总量控制制度落实情况和排放达标情况，为管理决策服务。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:
一种基于物联网的智能城市污水排放点在线多级监测系统，其包括监督主机、传输单元，其特征在于：所述的监督主机通过互联网连接有多个监测子系统，每个传输单元与监测子系统通过无线网络连接有网络节点，网络节点无线连接有远程上位机，所述的监测子系统包括监测管理主机，监测管理主机上连接有用于远程通信的机顶盒，所述的机顶盒通过无线网络连接有多个设置在各个区域的区域集中控制器，所述的区域集中控制器通过无线方式连接有多个环境感知器，ZigBee采集模块，与上述传感器相连接，与信息采集终端通过无线网络连接有网络节点，网络节点无线连接有远程上位机，移动通信终端，与ZigBee模块相互连接，通过公共移动通信网络将数据发送至后台服务器;后台服务器，接收并储存由移动通信终端所发出的数据。
所述的环境感知器包括用于检测环境参数的传感器，传感器连接有对数据进行处理的单片机，所述的单片机上连接有无线通信模块，还包括为上述各个单元供电的电源模块。
所述的每个传输单元上都设有一个本地上位机，本地上位机通过无线网络关节点连接信息采集终端。
所述网络线路包括3G网络、GPRS或GSM。
所述的节点包括两种，一种位于传输单元内连接信息采集终端与上位无线网络，另一种是连接远程上位机与传输单元的网络节点。
ZigBee模块中还包括：数据解析模块、数据存储模块，负责数据的存储功能;数据操作 模块，完成对数据的删除、上传、备份等操作;系统配置模块，负责网络服务器的配置以及外设管理。
所述的传感器和单片机之间还设置有对传感器信号进行处理的传感器调理电路。
智能城市污水排放点在线多级监测系统，包括电源管理单元，电源管理模块用于为各模块或单元供电，并对内置电池进行充电、电池电量检测。
所述的机顶盒包括RS232单元、GPRS模块和GSM模块组成。
信息采集终端包括人机交互单元，人机交互单元接收操作人员的输入操作，并将输入操作转化为输入数据后输出到硬件处理核心板;硬件处理核心板将显示数据输出到人机交互单元进行显示。
所述智能城市污水排放点在线多级监测系统，信息采集终端设有阈值，当超出该范围时，显示单元显示报警信息。
有益效果表现在：
综上所述，本发明克服了人工监测的费时费力，且实时性不高的缺点，实现了对城市水环境的远程监测，便于对城市各个排放点的水环境进行实时的连续的远程监测，使监管部门能及时掌握断面水体的水质状况，有效地把握水质异常、水质及污染负荷量等的变化特征和水污染物排放总量控制的情况，预警预报突发性、流域性以及重大的水污染事故，及时追踪污染源，监督总量控制制度落实情况和排放达标情况，为管理决策服务。
具体实施方式
以下将对本发明的优选实施例进行详细的描述;应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
一种基于物联网的智能城市污水排放点在线多级监测系统，其包括监督主机、传输单元，其特征在于：所述的监督主机通过互联网连接有多个监测子系统，每个传输单元与监测子系统通过无线网络连接有网络节点，网络节点无线连接有远程上位机，所述的监测子系统包括监测管理主机，监测管理主机上连接有用于远程通信的机顶盒，所述的机顶盒通过无线网络连接有多个设置在各个区域的区域集中控制器，所述的区域集中控制器通过无线方式连接有多个环境感知器，ZigBee采集模块，与上述传感器相连接，与信息采集终端通过无线网络连接有网络节点，网络节点无线连接有远程上位机，移动通信终端，与ZigBee模块相互连接，通过公共移动通信网络将数据发送至后台服务器;后台服务器，接收并储存由移动通信终端所发出的数据。
所述的环境感知器包括用于检测环境参数的传感器，传感器连接有对数据进行处理的单 片机，所述的单片机上连接有无线通信模块，还包括为上述各个单元供电的电源模块。
所述的每个传输单元上都设有一个本地上位机，本地上位机通过无线网络关节点连接信息采集终端。
所述网络线路包括3G网络、GPRS或GSM。
所述的节点包括两种，一种位于传输单元内连接信息采集终端与上位无线网络，另一种是连接远程上位机与传输单元的网络节点。
ZigBee模块中还包括：数据解析模块、数据存储模块，负责数据的存储功能;数据操作模块，完成对数据的删除、上传、备份等操作;系统配置模块，负责网络服务器的配置以及外设管理。
所述的传感器和单片机之间还设置有对传感器信号进行处理的传感器调理电路。
智能城市污水排放点在线多级监测系统，包括电源管理单元，电源管理模块用于为各模块或单元供电，并对内置电池进行充电、电池电量检测。
所述的机顶盒包括RS232单元、GPRS模块和GSM模块组成。
信息采集终端包括人机交互单元，人机交互单元接收操作人员的输入操作，并将输入操作转化为输入数据后输出到硬件处理核心板;硬件处理核心板将显示数据输出到人机交互单元进行显示。
所述智能城市污水排放点在线多级监测系统，信息采集终端设有阈值，当超出该范围时，显示单元显示报警信息。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然而，并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当然会利用揭示的技术内容作出些许更动或修饰，成为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
