[发明专利]基于WSN的可重构废水监控系统

说明书

技术领域

本发明属于计算机应用技术领域，具体涉及一种基于WSN的可重构废水监控系统。 

背景技术

随着我国工业化进程的不断推移，在当今社会环境问题日益突出，人们越来越关心水质质量，而国家也对河流水质越来越重视，这与民众的生活质量和身体健康密切相关。十八大以来，对于改善民生越来越受到人们的重视，而生活质量提高的前提是民众的身体安全，所以如何保证民生安全是重中之重。传统的水质环境监管手段是人工采集数据，并进行记录或者铺设有线的监管系统进行环境的监管。

这样做有着明显的不足：第一、通过人工的方式判断环境存在很大的偶然性，在不同的地点环境因子是不一样的，由于人工无法同时获得大规模不同采集点的数据，所以这样得到的数据不具有一般性，所以无法很好的开展后续工作。第二、人工控制无法实现全天候的监测，而环境因子是每时每刻发生着变化，从而对于环境变化无法及时采取相应的措施也会对人的身体健康带来不利的影响。第三、采用有线监控的方式存在着施工难度大、维护不便等诸多问题。

现今存在的一些控制系统大多仍是以单片机控制为主的现场控制，大棚的管理终端对大气的管理只限于存储和浏览历史数据，不能进行实时性控制与采集，不仅给管理人员造成工作上的不方便，还导致工作效率的低下。并且，这些控制系统都为一次成型，无法进行升级与更新，尤其是对于新功能的扩展没有提供预留的技术支持。

发明内容

本发明针对现在民生安全管理现状的不足，尤其是对于有线管理存在着施工难度大、维护不便等诸多问题，和一些控制系统无法实现实时控制与采集，提供了一种可重构安全监控系统，采用可扩展技术，根据不同需求，对系统进行可重构配置，利用无线传感器节点采集不同参数数据，进行智能分析，对不同现场进行智能控制。

主要是对现有无线传感网(wsn)、Web2.0技术和现有数据存储平台的有机整合，有效地利用在基于WSN的民生安全监管系统中。为民生安全管理提供方便。并在硬件上面预留接口，为今后添加新的设备提供便利，使设备在不同的工作环境中有着更高的适应性。

本发明利用每一个监控区域内的大量网络节点采集环境数据，传入服务器后，服务器对接收到的数据进行综合智能处理，最终以人性化的形式展现给用户。当采集的数据经过网关节点分析后，发现异常时，可以智能控制相关设备，并且把监测到的异常情况和设备运转情况通过短信和客户端报警的方式及时反馈给相关管理人员。

本发明包括以下四个模块：传感器模块（无线网络节点）、网关模块（无线网络中继）、数据存储模块、远程控制模块。

1.传感器模块（无线网络节点）

该模块主要是由主芯片、传感器和接口组成。其中主芯片采用8 MHz  MSP430单片机(10k RAM，48k Flash)。主芯片和传感器之间通过USB接口连接。根据不同应用场景，选择不同类型传感器。传感器采用酸碱度PH值传感器、氧化还原ORP传感器。接口采用编程和数据收集的USB接口。

2.网关模块（无线网络中继）

该模块主要是由主芯片、LCD、存储设备、GSM/GPRS模块无线网络接收端和操作系统组成。主芯片采用ARM S3C2440芯片，屏幕使用分辨率为480X272的4.3寸LCD屏，存储设备采用一块64M的NorFlash和两块128M的NandFlash，GSM/GPRS模块采用MG323模块，无线网络接收端和传感器节点一样，采用CC2420发射芯片实现数据的接收，并使用搭建了2.6.30.4 Linux内核和yaff2文件系统的操作系统。

3.数据存储模块

数据存储服务器安装Linux操作系统，数据库采用Mysql 5.0，后台采用PHP脚本语言实现。前端设计采html+div+css+javascript设计。采用JAVA语言编写数据接收程序，接收MG323模块通过Internet传送过来的数据，并把数据写入MySql数据库，系统智能分析以及客户端程序调用。

4.远程控制模块

采用Web2.0技术，前端数据展示采用PHP语言编写，在交互界面，用户可以选择实时监测到的结果，和一段时间内环境参数的变化情况。并且，用户可以在客户端观察到设备的实时运转情况，也可以远程向设备发送控制指令，当监测区域数据发生异常时，系统将在客户端报警提示。

相对于现有的管理方式，本发明具有以下优点：

（1）通过无线传感器技术对各环境参数自动进行采集，根据采集到的数据，经过分析后自动对管理设备进行控制。解决了人工管理无法实现24小时监控和快速反应的问题。