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在“感知中國(guó)”的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)全面發(fā)展的環(huán)境下，“感知礦山”是中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用中重要的一環(huán)，本設(shè)計(jì)所構(gòu)建的系統(tǒng)主要完成對(duì)礦井下環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)井下工作人員的定位跟蹤、將收集的信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并上傳到監(jiān)控中心，為煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)、管理者制定科學(xué)決策提供有效依據(jù)。該系統(tǒng)是一個(gè)集物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、傳感器等技術(shù)于一體的綜合系統(tǒng)，本文篇幅有限，主要闡述該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。

基于物聯(lián)網(wǎng)的變電站運(yùn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就是把感應(yīng)器嵌入變電站設(shè)備中，以采集原變電站綜自系統(tǒng)沒(méi)有涉及的環(huán)境參數(shù)，并將物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)有的電網(wǎng)信息系統(tǒng)整合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)生產(chǎn)管理與物理系統(tǒng)的整合。

文章采用RFID技術(shù)和傳感技術(shù)相結(jié)合的方法設(shè)計(jì)了一個(gè)冷鏈物流環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)物品在儲(chǔ)藏、運(yùn)輸階段的光線、溫度、濕度、位置等環(huán)境參數(shù)，并由監(jiān)控中心統(tǒng)一管理，從而提高冷鏈物流的運(yùn)輸和存儲(chǔ)質(zhì)量。

摘要：立足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)智能化發(fā)展和實(shí)際需求，合理選用ZigBee技術(shù)、無(wú)線組網(wǎng)枝術(shù)、傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)、單片機(jī)智能控制技術(shù)、條碼識(shí)別技術(shù)、嵌入式TCP/IP技術(shù)、GSM通訊技術(shù)、GPRS通訊技術(shù)、GPS全球定位技術(shù)、DTU遠(yuǎn)程傳送技術(shù)、TTS語(yǔ)音合成技術(shù)、自適應(yīng)網(wǎng)關(guān)切換技術(shù)等物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括農(nóng)業(yè)產(chǎn)品環(huán)境監(jiān)測(cè)與培育平臺(tái)系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)品運(yùn)輸管理與控制系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)品銷(xiāo)售與分配管理系統(tǒng)等三個(gè)子系統(tǒng)，可通過(guò)遠(yuǎn)程交互方式來(lái)解決農(nóng)作物的智能監(jiān)測(cè)和培育、運(yùn)輸、銷(xiāo)售等階段的一些實(shí)際問(wèn)題，最終實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的科學(xué)培育、精準(zhǔn)運(yùn)輸、產(chǎn)品溯源等智能農(nóng)業(yè)應(yīng)用。

近年來(lái)，冷鏈物流行業(yè)在我國(guó)迅速發(fā)展。冷鏈物流是指冷藏冷凍品在生產(chǎn)、儲(chǔ)藏、運(yùn)輸、銷(xiāo)售，到消費(fèi)前的各個(gè)環(huán)節(jié)中始終處于低溫環(huán)境下，以保證產(chǎn)品質(zhì)量，減少物品損耗的系統(tǒng)工程，適用于果蔬、禽蛋、水產(chǎn)品、速凍食品、乳制品、花卉、藥品等領(lǐng)域。如果在某個(gè)環(huán)節(jié)的環(huán)境指標(biāo)沒(méi)有達(dá)到要求，就很容易造成質(zhì)量事故。

隨著人類(lèi)文明的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，城市人口不斷挑戰(zhàn)歷史新高，城市規(guī)模持續(xù)加速增長(zhǎng)。同時(shí)，城市化過(guò)程也是個(gè)社會(huì)問(wèn)題不斷涌現(xiàn)的過(guò)程：低效的城市管理方式、擁堵的交通系統(tǒng)、難以發(fā)揮實(shí)效的城市應(yīng)急系統(tǒng)、不完善的環(huán)境監(jiān)測(cè)體系等。以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心的智慧城市理念為城市未來(lái)發(fā)展提供了一種全新的模式，為城市發(fā)展帶來(lái)新希望。

該系統(tǒng)作為一種便捷的數(shù)據(jù)采集監(jiān)測(cè)裝置，具有較好的可移植性，只要加入其他所需的傳感系統(tǒng)。則可實(shí)現(xiàn)其他數(shù)據(jù)的傳輸與采集。

基于zigbee技術(shù)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)適用于網(wǎng)點(diǎn)多、體積小、數(shù)據(jù)量小，傳輸可靠、低功耗等場(chǎng)合，在環(huán)境監(jiān)測(cè)、無(wú)線抄表、智能小區(qū)、工業(yè)控制等領(lǐng)域已取得一席之地。同時(shí)，zigbee規(guī)范與協(xié)議日臻完善[2]。從zigbee1.0、zigbee1.1到目前最新的zigbee2007/pro，zigbee協(xié)議規(guī)范的演進(jìn)對(duì)硬件系統(tǒng)提出了更高的要求。

環(huán)保數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是環(huán)境保護(hù)中的重要環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)是人工采集數(shù)據(jù)，監(jiān)管效果差。針對(duì)這一問(wèn)題設(shè)計(jì)了一種無(wú)線遠(yuǎn)程環(huán)境在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，下位機(jī)采用西門(mén)子S7-200 PLC(可編程控制器)采集、存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，通過(guò)GPRS(通用分組無(wú)線服務(wù))DTU(數(shù)據(jù)傳輸單元)主動(dòng)向數(shù)據(jù)中心發(fā)送采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并能夠在指定的時(shí)間段內(nèi)接收上位機(jī)指令，進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)查詢(xún);上位機(jī)利用VB 6.0的Winsock控件接收多臺(tái)數(shù)據(jù)采集終端的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析處理。該系統(tǒng)已經(jīng)在佛山市南海區(qū)運(yùn)行，有效地提高了環(huán)境監(jiān)管的效率。

家居環(huán)境是指家庭團(tuán)聚、休息、學(xué)習(xí)和家務(wù)勞動(dòng)的環(huán)境。家居環(huán)境條件的好壞，直接影響著居民的發(fā)病率和死亡率。城市居民每天在室內(nèi)工作、學(xué)習(xí)和生活的時(shí)間占全天時(shí)間的90%左右，因此，居室環(huán)境與人類(lèi)健康和兒童生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)系極為密切。近年來(lái)，急性傳染性非典型肺炎（SARS）、H1NI豬流感及超級(jí)細(xì)菌的出現(xiàn)，都說(shuō)明室內(nèi)環(huán)境健康的重要性。因此，“健康家居”、“智能家居”的新概念突顯其重要意義，也就是家居應(yīng)將安全、健康、舒適放在首位。

自組織無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為新興技術(shù)，是目前國(guó)外研究的熱點(diǎn)，其在眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。美國(guó)自然科學(xué)基金委員會(huì)已經(jīng)斥巨資來(lái)支持這方面的研究，國(guó)內(nèi)很多大學(xué)現(xiàn)也已經(jīng)開(kāi)展相關(guān)領(lǐng)域的研究，但大部分工作仍處在自組織無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議性能仿真和硬件節(jié)點(diǎn)小規(guī)模實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段。本文就國(guó)防科技大學(xué)傳感器教研室開(kāi)展可應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)方面無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行介紹。

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將成百上千的傳感器節(jié)點(diǎn)布置在一個(gè)特定的區(qū)域內(nèi)形成監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，這些節(jié)點(diǎn)通過(guò)特定的協(xié)議組織起來(lái)，協(xié)同工作完成某項(xiàng)應(yīng)用任務(wù)，達(dá)到數(shù)據(jù)采集、無(wú)線通信和信息處理的能力。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以實(shí)時(shí)傳送監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，不易受到目標(biāo)環(huán)境的限制，在環(huán)境監(jiān)測(cè)、城市交通管理等領(lǐng)域有較好的應(yīng)用。因此傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的軟硬件技術(shù)是傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的重點(diǎn)。本文主要是對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的短距離接收進(jìn)行設(shè)計(jì)探討。

采用ZigBee無(wú)線通信技術(shù)的人員跟蹤定位系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)井下人員的精確跟蹤定位，同時(shí)可以進(jìn)行考勤和監(jiān)督管理。不僅在井下發(fā)生事故時(shí)發(fā)揮重要作用，而且可以用于日常的管理，整合環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使得功能更加完善，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控終端和井下工作人員的雙向通信。

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種由傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崟r(shí)地監(jiān)測(cè)、感知和采集節(jié)點(diǎn)部署區(qū)的觀察者感興趣的感知對(duì)象的各種信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行處理后以無(wú)線的方式發(fā)送出去，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)最終發(fā)送給觀察者。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事偵察、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療護(hù)理、智能家居、工業(yè)生產(chǎn)控制以及商業(yè)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

Wi-Fi技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中廣泛應(yīng)用于電力監(jiān)控、油田監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、氣象監(jiān)測(cè)、水利監(jiān)測(cè)、熱網(wǎng)監(jiān)測(cè)、電表監(jiān)測(cè)、機(jī)房監(jiān)控、車(chē)輛誘導(dǎo)、供水監(jiān)控，帶串口或485接口的PLC，RTU無(wú)線功能的擴(kuò)展。

近幾年來(lái)，隨著海洋事業(yè)的迅速發(fā)展，海洋環(huán)保已經(jīng)提上議事日程。因此，海洋水環(huán)境監(jiān)測(cè)成為人們?cè)絹?lái)越關(guān)注的焦點(diǎn)。

針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的國(guó)家戰(zhàn)略以及應(yīng)用發(fā)展迅速，日韓基于物聯(lián)網(wǎng)的"U社會(huì)"戰(zhàn)略、歐洲"物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃"以及美國(guó)"智能電網(wǎng)"、"智慧地球"等計(jì)劃紛紛出臺(tái)，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)開(kāi)始在軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、建筑、醫(yī)療、空間和海洋探索等領(lǐng)域投入應(yīng)用。

本文提出了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的整體架構(gòu)、底層硬件和應(yīng)用程序軟件的設(shè)計(jì)方法。該系統(tǒng)經(jīng)連接測(cè)試可組成多層分簇?zé)o線網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，并可達(dá)到預(yù)期效果，同時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定性、響應(yīng)速度等性能都可滿足實(shí)際需求。

物聯(lián)網(wǎng)研究最早起源于軍事領(lǐng)域，但在軍用和民用領(lǐng)域都具有非常廣闊的應(yīng)用前景。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用范圍涵蓋軍事及民防安全、工業(yè)監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測(cè)與保護(hù)、精細(xì)農(nóng)業(yè)、醫(yī)療監(jiān)護(hù)、智能家居/建筑、倉(cāng)儲(chǔ)/物流管理、交通控制管理、消費(fèi)電子、海洋空間探測(cè)等領(lǐng)域。

WSN技術(shù)作為無(wú)線測(cè)量技術(shù)的一個(gè)重要分支，正越來(lái)越多地受到廣大應(yīng)用工程師的青睞和關(guān)注，不僅在工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域，而且在軍工、航空航天正被廣泛地應(yīng)用。WSN引領(lǐng)下的無(wú)線測(cè)量技術(shù)的前景是無(wú)限的，其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)延伸到軍事、航空、反恐、防爆、救災(zāi)、環(huán)境、醫(yī)療、保健、家居、工業(yè)、商業(yè)等多種領(lǐng)域，有些領(lǐng)域已經(jīng)上升到國(guó)家戰(zhàn)略的高度。

傳感器技術(shù)與通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合構(gòu)成的智能傳感器以其較高的精度、良好的可靠性、功能的多樣性等特點(diǎn)在過(guò)程控制以及信號(hào)監(jiān)測(cè)中得到人們的關(guān)注, 已成為當(dāng)今國(guó)內(nèi)外研究的一大熱點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)了一種用于對(duì)環(huán)境信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感器系統(tǒng), 在實(shí)際應(yīng)用中能夠?qū)Νh(huán)境參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量并可靠傳輸, 體現(xiàn)了傳感器系統(tǒng)數(shù)字化、智能化、無(wú)線化的優(yōu)點(diǎn)。