[发明专利]基于LSN通信模块的生态监测网络和通讯方法

说明书

本发明公开了一种基于LSN通信模块的生态监测网络，包括生态监测网络系统，所述生态监测网络系统包括部署于各类监测设备内部的LSN通信模块、系统基站和远程管理服务器，所述LSN通信模块包括有MCU处理器、LSN收发单元、通信接口和电源管理模块，所述系统基站实现大容量的终端管理，并具有ADR通信速率调节和多信道通信管理功能，所述远程管理服务器包括网络服务器、网络控制器、应用服务器和用户服务器，具有对不同用户的信息转发、命令控制和设备管理的功能。本发明各类生态监测设备信息通过LSN通信技术与LSN通信网关连接，在网关设备中实现多种生态信息的数据融合与协同感知信息处理。

技术领域

本发明属于生态监测技术领域，具体涉及一种基于LSN通信模块的生态监测网络，本发明还涉及到一种基于LSN通信模块的通讯方法。

背景技术

生态监测已成为当前环境科学研究的热点和国家规划，20世纪90年代初以来，一些国家便开始实施全国范围的生态监测规划。以美国为例，监测研究已被美国国家研究署列入环境研究与发展的优先问题，美国国家环保总局制定的环境监测与评估计划明确表示国家环境保护工作必须切实维持或提高环境质量。

通过全方位的监管生态等环境要素，充分提供大量科学、环保和准确的决策和环境管理，监测和及时的信息功能的业务流程系统的监控和及时的信息发布系统，环境质量评估系统，环境监测和预警系统，充分体现地位和环境质量的趋势，各类突发环境事件的准确预警。并为改善环境质量，防范环境风险提供有效的技术支持。

生态监测包括宏观生态监测和微观生态监测。宏观生态监测以原有的自然本底图和专业图件为基础,通过遥感技术和生态图技术,将所得的空间几何信息以图件的形式表达。宏观生态监测最常用的监测手段是区域生态调查与生态统计法,但最有效的方法是应用遥感技术,建立地理信息系统。微观生态监测的对象是某一特定类型环境的自然环境、结构和功能及其在人类活动影响下的变化,主要是监测环境的基本结构和功能、人类特定社会经济活动对环境的影响、生态平衡恢复过程、环境污染等。微观生态监测以物理、化学或生物学的方法获取湿地生态系统的属性信息。

目前常用的宏观生态监测方法有：遥感技术和无人机技术。遥感技术可以从宏观上观测空气、土壤、植被和水质状况,也可以实时快速跟踪和监测突发环境污染事件的发展,为及时制定正确的处理措施提供科学依据。无人机作为一项空间数据获取的新手段,具有续航时间长、影像实时传输、高危地区探测、成本低、分辨率髙、机动灵活等优点,可作为航空、航天遥感的有力补充,能够提高污染物排放量和生态环境状况核定的精度,是对常规环境监测、突发环境污染灾害应急监测的重要补充手段。

微观生态监测方法一般采用各类生态监测设备实现对气象、水文、土壤、动植物等生态环境的实时状态监测。目前的生态监测设备，一般都具有GPRS通信接口(专门用于基站的串行端口)用于基站与数据服务器之间通过TCP/IP协议进行通信。GPRS模块与传感器节点之间则是通过使用AT命令的串行端口进行通信。该接口也有独立的电源管理模块。

微观生态监测设备网络，最近采用的进距离传感网络方法（Zigbee监测网络），其过程包括：首先进行各类微观信息收集；然后将信息上传，再通过无线网关接入或联网，将无线网关获得的数据利用互联网保存至服务器；最后进入数据管理与分析系统，实现远程数据获取和数据管理，任何时候、任何地点都能够通过web浏览器观察并分析实时数据；当监测数据超过正常水平时，实现报警。

微观生态监测网络节点设备，由于受节点资源(包括能量、运算能力等)受限,网络规模庞大,节点之间的连接以无线自组织进行,数据传输多跳,运行在复杂多变的森林环境等因素,网络自身不可避免会出现节点元件故障、电源能量耗尽、网络遭受破坏,或是外界各种干扰(温度、天气、电磁等)因素引起的射频冲突、时钟异步、信号丢失和软件错误等故障。