基于無線傳感網(wǎng)絡監(jiān)測釘螺及釘螺生存環(huán)境的智能系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于無線傳感網(wǎng)絡監(jiān)測釘螺及釘螺生存環(huán)境的智能系統(tǒng)，每一個前端子系統(tǒng)對所負責的監(jiān)測水域內(nèi)的釘螺覆蓋物進行攪拌清理后進行圖像采集，并采集水域的環(huán)境信息，通過無線方式發(fā)送給中部通信轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)的簇首節(jié)點；再通過無線方式發(fā)送給同一個二次匯聚節(jié)點，二次匯聚節(jié)點通過連接的路由器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給終端處理統(tǒng)計預警發(fā)布子系統(tǒng)的服務器；終端處理統(tǒng)計預警發(fā)布子系統(tǒng)的服務器進行圖像處理、圖像識別及圖像理解，并通過與危險警報閥值進行比較給出相關預警播報，同時進行數(shù)據(jù)發(fā)布給相連的客戶機，供客戶機端工作人員查看并發(fā)布相關命令進行處理。本發(fā)明的有益效果是提供一種可以遠程地、實時地監(jiān)測重點水域的釘螺分布情況的系統(tǒng)。
【專利說明】基于無線傳感網(wǎng)絡監(jiān)測釘螺及釘螺生存環(huán)境的智能系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于無線傳感器網(wǎng)絡【技術領域】，涉及基于無線傳感網(wǎng)絡監(jiān)測釘螺及釘螺生存環(huán)境的智能系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]根據(jù)查閱相關文獻，血吸蟲病是一種嚴重危害人類健康，影響社會衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展的寄生蟲病?，F(xiàn)在全球有曼氏血吸蟲、湄公血吸蟲、間插血吸蟲、埃及血吸蟲和日本血吸蟲共5種主要寄生在人體的血吸蟲。血吸蟲病流行于76個國家和地區(qū)。估計目前有6.52億人口受到威脅，1.93億感染者，有癥狀病例1.2億，其中0.2億為嚴重病例。我國只有日本血吸蟲病流行，釘螺是其唯一的中間寄主。
[0003]釘螺隸屬于腹足綱、蓋螺科、釘螺屬，又被稱為釘螺螄，或簡稱釘螺。它跟田螺、蝸牛一樣，也是有一個右旋貝殼的腹足類。它是日本血吸蟲唯一的中間宿主。棲息于淡水水域但水陸兩棲。個體小、殼高約10毫米、寬3-4毫米。外形成尖圓錐形。殼面光滑或有粗、細縱肋。殼口呈卵圓形，外唇背側(cè)有隆起唇嵴或無。肉可食。而且有釘螺孳生的地區(qū)，基本上都有血吸蟲病流行，所以來自外地感染的患者，不可能在無釘螺地區(qū)傳染。
[0004]釘螺是一種貝類，它跟田螺、蝸牛一樣，也是有一個右旋貝殼的腹足類。因為它很小，很像小螺絲釘，所以又被稱為釘螺螄，或簡稱釘螺。近年來釘螺在我國南方部分地區(qū)還有蔓延加劇趨勢。血吸蟲以釘螺為中間宿主，當它進入人體后寄生在人體的門靜脈系統(tǒng)的小血管里，其代謝物有毒，能破壞人體組織，使人失去某些正常的生理功能。為了減少血吸蟲的傳播，現(xiàn)在有以下幾種措施:對血洗蟲存在的水域直接消滅疫；直接消滅血吸蟲的宿主釘螺；進行有效預防措施。其中預防措施有:不在有釘螺分布的湖水、河塘、水渠里游泳和戲水；因生產(chǎn)生活不可避免接觸疫水者，可在接觸水前涂抹防護油膏，預防血吸蟲感染；接觸疫水后，要及時到當?shù)匮啦块T進行必要的檢查和早期治療。
[0005]由以上知識可知，監(jiān)測和消滅釘螺是防治血吸蟲病的的有效措施之一。進一步查閱發(fā)現(xiàn)，雖然我國相關科技工作者，取得了較多的成果，比如發(fā)明了磁定位滅釘螺等有害生物的方法及設施，一種血吸蟲感染性釘螺檢測試劑盒及其檢測方法，血根堿作為殺滅釘螺藥物的應用，一種卡槽浮式攔螺裝置，全自動真空裝置吸螺船，一種生態(tài)水力綜合除螺裝置，一種用富貴草制備滅殺釘螺的制劑、工藝及劑型，釘螺壓碎器等等。通過認真比較分析，我們從以上等發(fā)明中發(fā)現(xiàn)以下兩點:第一，釘螺及生存環(huán)境監(jiān)測的發(fā)明很少；第二，還沒有一種遠距離可視化智能監(jiān)測釘螺及其生存環(huán)境的系統(tǒng)。為了解決以上兩點問題，我們發(fā)明了一種基于無線傳感網(wǎng)絡技術為載體，以圖像處理識別理解為重要技術的監(jiān)測釘螺及其生存環(huán)境的智能系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供基于無線傳感網(wǎng)絡監(jiān)測釘螺及釘螺生存環(huán)境的智能系統(tǒng)，解決了目前還沒有對釘螺及生存環(huán)境實現(xiàn)遠程監(jiān)測的系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明所采用的技術方案是包括若干個前端子系統(tǒng)、中部通信轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)和終端處理統(tǒng)計預警發(fā)布子系統(tǒng)；
[0008]每一個前端子系統(tǒng)對所負責的監(jiān)測水域內(nèi)的釘螺覆蓋物進行攪拌清理后進行圖像采集，并采集水域的環(huán)境信息，然后將圖像采集數(shù)據(jù)和環(huán)境信息數(shù)據(jù)通過無線方式發(fā)送給中部通信轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)的簇首節(jié)點；
[0009]中部通信轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)在每一個前端子系統(tǒng)負責的水域內(nèi)設置一個簇首節(jié)點，簇首節(jié)點通過無線方式接受同一水域內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)和環(huán)境信息數(shù)據(jù)，所有水域的簇首節(jié)點將信息再通過無線方式發(fā)送給同一個二次匯聚節(jié)點，二次匯聚節(jié)點通過連接的路由器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給終端處理統(tǒng)計預警發(fā)布子系統(tǒng)的服務器；
[0010]終端處理統(tǒng)計預警發(fā)布子系統(tǒng)的服務器進行圖像處理、圖像識別及圖像理解，并通過與危險警報閥值進行比較給出相關預警播報，同時進行數(shù)據(jù)發(fā)布給相連的客戶機，供客戶機端工作人員查看并發(fā)布相關命令進行處理。
[0011]進一步，所述前端子系統(tǒng)主要包括:采樣預處理子系統(tǒng)，圖像采集和計數(shù)子系統(tǒng)，無線信號傳輸子系統(tǒng)，外部環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)和電源；采樣預處理子系統(tǒng)、圖像采集和計數(shù)子系統(tǒng)分別通過LXI總線與無線信號傳輸子系統(tǒng)相連，外部環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)通過電路連接無線信號傳輸子系統(tǒng)，電源分別給采樣預處理子系統(tǒng)、圖像采集和計數(shù)子系統(tǒng)、無線信號傳輸子系統(tǒng)和外部環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)供電。
[0012]進一步，所述中部通信轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)由簇首節(jié)點、二次匯聚節(jié)點、路由器、路由連接裝置構成；
[0013]簇首節(jié)點通過無線連接二次匯聚節(jié)點，二次匯聚節(jié)點通過路由連接裝置連接路由器。
[0014]進一步，所述終端處理統(tǒng)計預警發(fā)布子系統(tǒng)包括:服務器、客戶機、預警報警裝置；
[0015]服務器連接客戶機于預警報警裝置。
[0016]進一步，系統(tǒng)之間基于B/S的網(wǎng)絡化結(jié)構模式設計，通過TCP/IP協(xié)議進行通信。
[0017]本發(fā)明的有益效果是提供一種可以遠程地、實時地監(jiān)測重點水域的釘螺分布情況的系統(tǒng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明系統(tǒng)硬件布置示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明軟件結(jié)構示意圖；
[0020]圖3是本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構原理圖；
[0021]圖4是本發(fā)明ZigBee無線通信射頻部分CC2530電路圖；
[0022]圖5是本發(fā)明外部環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)內(nèi)部原理圖；
[0023]圖6是本發(fā)明釘螺圖像采集識別處理工作流程圖。
[0024]圖中，1.前端子系統(tǒng)，2.中部通信轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)，3.終端處理統(tǒng)計預警發(fā)布子系統(tǒng)，101.采樣預處理子系統(tǒng)，102.圖像采集和計數(shù)子系統(tǒng)，103.無線信號傳輸子系統(tǒng)，104.外部環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)，105.電源，201.簇首節(jié)點，202.二次匯聚節(jié)點，203.路由器，204.路由連接裝置，301.服務器，302.客戶機，303.預警報警裝置。

【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0026]本發(fā)明是基于無線傳感網(wǎng)絡技術監(jiān)測釘螺及釘螺生存環(huán)境的智能系統(tǒng)。釘螺是血吸蟲的中間宿主，當血吸蟲寄生在人體的門靜脈系統(tǒng)的小血管里，其代謝物能破壞人體的組織，使人失去生理上的正常功能。釘螺存在多的水域，患血吸蟲病的可能性會增大，因此為了降低罹患血吸蟲病的機率，我們發(fā)明了一種基于無線傳感網(wǎng)絡技術監(jiān)測釘螺及其生存環(huán)境的智能系統(tǒng)。
[0027]本發(fā)明由三大子系統(tǒng)構成:前端子系統(tǒng)1，中部通信轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)2，終端處理統(tǒng)計預警發(fā)布子系統(tǒng)3。
[0028]其中前端子系統(tǒng)I主要包括:采樣預處理子系統(tǒng)101，圖像采集和計數(shù)子系統(tǒng)102，無線信號傳輸子系統(tǒng)103，外部環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)104和電源105四部分構成。
[0029]中部通信轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)2，它是由簇首節(jié)點201、二次匯聚節(jié)點202、路由器203、路由連接裝置204構成。
[0030]終端處理統(tǒng)計預警發(fā)布子系統(tǒng)3包括:服務器301、客戶機302、預警報警裝置303構成。
[0031]將本系統(tǒng)的10個前端子系統(tǒng)1，分別放置在10個需要監(jiān)測水域的，打開前端子系統(tǒng)1，進行相關監(jiān)測，整個系統(tǒng)的工作示意圖如圖1所示。通過采樣預處理子系統(tǒng)101進行前期采樣預處理，再利用圖像采集和計數(shù)子系統(tǒng)102進行拍照采樣計數(shù)，將拍照后的數(shù)據(jù)進行加密壓縮后，通過無線信號傳輸子系統(tǒng)103 (基于ZigBee的通信模塊)將數(shù)據(jù)傳輸給中部通信轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)2的無線傳感網(wǎng)絡的簇首節(jié)點201，前端子系統(tǒng)I的外部環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)104也將采集到的相關信息數(shù)據(jù)通過無線信號傳輸子系統(tǒng)103傳輸給中部通信轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)2的無線傳感網(wǎng)絡的簇首節(jié)點201 ；
[0032]中部通信轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)2的各簇首節(jié)點201將自己的數(shù)據(jù)加上本簇首位置信息，再進行信息的二次匯聚，無線傳感網(wǎng)絡的簇首將數(shù)據(jù)傳送給二次匯聚節(jié)點202，簇首節(jié)點201和二次匯聚節(jié)點202都是ZigBee模塊構成，通過無線方式傳送數(shù)據(jù)，二次匯聚節(jié)點202將數(shù)據(jù)通過路由器203發(fā)送給終端處理統(tǒng)計預警發(fā)布子系統(tǒng)3的服務器301，二次匯聚節(jié)點202與路由器203之間通過路由連接裝置204連接。
[0033]終端處理統(tǒng)計預警發(fā)布子系統(tǒng)3的服務器301進行圖像處理、圖像識別及圖像理解。將處理結(jié)果通過自動統(tǒng)計分析，通過LabVIEW軟件將統(tǒng)計結(jié)果顯示在服務器301的計算機界面上，同時通過統(tǒng)計結(jié)果的分析給出釘螺的危害程度和并通過與危險警報閥值進行比較給出相關預警播報，并將這些數(shù)據(jù)送往釘螺監(jiān)測數(shù)據(jù)庫記錄保存，同時通過LabVIEW的發(fā)布軟件進行數(shù)據(jù)發(fā)布給相連的客戶機302，客戶機302提供遠程訪問服務(如圖2)，可存儲數(shù)據(jù)，供一般客戶和管理人員查看。當系統(tǒng)監(jiān)測到有釘螺時，將給各個前段子系統(tǒng)發(fā)出相關指令，進行放藥消滅節(jié)點周圍釘螺。
[0034]本發(fā)明具體硬件設備構成:
[0035]一、前端子系統(tǒng)I通過LXI總線技術進行設計，將各子系統(tǒng)進行緊密連接。前端子系統(tǒng)I的電源105選用KINGCHEVALIER的型號為PH-7AH的蓄電池，工作電壓為12V，容量7AH。該蓄電池與其他設備通過中間調(diào)壓電路相聯(lián)。通過7_厚鋼化玻璃和費德斯水下密封膠FIX15進行前端子系統(tǒng)的密封。
[0036]采樣預處理子系統(tǒng)101包括攪拌裝置和LED照明裝置。它的作用就是進行采集圖像前的簡單預處理:
[0037](I)攪拌裝置通過直流電動機，對釘螺上面的覆蓋物進行攪拌清理；直流電機選用深圳恒驅(qū)直流無刷電機B3657M-S01型，具有雙轉(zhuǎn)向，鎖定保護，無級調(diào)速，低噪音，低電磁干擾，超長壽命10000-30000小時，工作電壓8V。
[0038](2)LED照明裝置為采樣照相提供照明。LED照明燈選用鴻利光電的HL-A-5050F41W-S1-HR1型的白光LED，正向電壓2.8V?3.6V,功耗100mW,工作溫度-40°C?80°C。
[0039]圖像采集和計數(shù)子系統(tǒng)102包括圖像采集裝置，它的作用是對預處理后的節(jié)點外部方向進行拍照采集，圖像采集裝置包括一個高壓防水高清CCD攝像頭、一個高壓防水LED燈和一個閃光燈。該部分的高清CXD攝像頭選用ISH500圖像傳感器型號為MicronMT9P031，有效像素500萬，掃描方式逐行掃描，工作溫度0_60°C。LED燈選型同上。閃光燈選用銀燕牌日光型高壓觸發(fā)工作電壓為6V閃光指數(shù)為24W的BY-24ZP型閃光燈。
[0040]無線信號傳輸子系統(tǒng)103包括:GPS定位模塊和ZigBee通信模塊。此子系統(tǒng)主要完成所監(jiān)測水域的定位，對采集的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)融合，以及數(shù)據(jù)的無線發(fā)送。GPS定位模塊選用支持32個跟蹤通道高靈敏度BDS/GPS雙模的單系統(tǒng)定位和雙系統(tǒng)聯(lián)合定位的BDGS-338型模塊。ZigBee通信模塊選用CC2530F256芯片作為核心的通信系統(tǒng)(如圖
4)，并通過嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具IAR軟件對ZigBee協(xié)議棧(Ζ-Stack?)進行各個傳感器的應用開發(fā)，實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)采集和通信。在傳輸數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)的安全性由ZigBee協(xié)議棧算法進行加密傳輸。
[0041]外部環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)104(如圖5)包括:以步進電機構成傳感器節(jié)點底座裝置，以普通電機構成簡單攪拌裝置，帶有LED高亮度燈的CCD微型攝像頭和溫度傳感器，光感傳感器，水流速度傳感器，含氧量傳感器，酸堿度傳感器，水壓傳感器，它們分別用來監(jiān)測所監(jiān)測地區(qū)水體的溫度、光照、水流速度、含氧量、PH值、水位等，具體說明如下:
[0042](I)以步進電機構成的傳感器節(jié)點底座裝置包括:節(jié)點固定裝置，轉(zhuǎn)向步進電機，放藥滅釘螺裝置。節(jié)點固定裝置主要用于無線傳感器節(jié)點的固定，轉(zhuǎn)向步進電機用于調(diào)整CCD攝像頭的，放藥滅釘螺裝置主要用于處理節(jié)點周圍監(jiān)測完后的釘螺消滅；節(jié)點固定裝置是由焊接有鎖帽可固定在水下錨桿的鋼塊結(jié)構。步進電機選用慈溪市富達電器的35BYJ46型步進電機，驅(qū)動方式為四相8拍，工作電壓5V，嵌入轉(zhuǎn)矩彡79.4mN.πι，逆時鐘轉(zhuǎn)向。選用的滅釘螺的藥是硫酸煙酰苯胺粉，將水和硝酸煙酰苯胺均勻混合后裝入放藥滅釘螺裝置中，使滅釘螺裝置在控制系統(tǒng)的控制下放藥滅釘螺。放藥滅釘螺裝置采用重慶環(huán)茂型號為ZCO的直動式不銹鋼電磁閥的橡膠袋構成，其工作原理是將液體滅釘螺藥裝在充有較高氣壓的橡膠袋內(nèi)，當需要滅釘螺時，ZCO直動式不銹鋼電磁閥由常閉狀態(tài)打開，此時由于橡膠袋內(nèi)的高氣壓的將滅釘螺藥從橡膠袋的電磁閥出口噴灑出到需要滅釘螺的地方。
[0043](2)以普通電機為主要構成的簡單攪拌裝置:攪拌清理堵住CXD高清攝像口的雜物；同樣選用直流無刷電機B3657M-S01型，具有雙轉(zhuǎn)向，鎖定保護，無級調(diào)速，低噪音，低電磁干擾，超長壽命10000-30000小時，工作電壓8V。
[0044](3)帶有LED高亮度燈的CCD微型攝像頭，主要是采集節(jié)點周圍水域環(huán)境圖像信息，以便遠程端能看到所監(jiān)測水域情況。C⑶微型攝像頭同上。
[0045](4)各個傳感器的選擇:
[0046]a.溫度傳感器選用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20+，其測溫范圍:_55°C?+125°C，元件精度±0.50C ;供電電壓3?5.5V。
[0047]b.光照傳感器選用武漢中科能慧科技的光照度傳感器NH203T，其工作電壓為
3.3V?24V，最大測量范圍200001x光照強度，工作環(huán)境溫度為-40?85°C。
[0048]c.水流速傳感器選用佛山賽盛爾電子科技公司的型號為SEN-HZ21WI，測量范圍l-30L/min,工作壓力為1.75MPa，工作溫度80°C以下。
[0049]d.含氧量傳感器:選用數(shù)字式溶解氧傳感器Oxymax WC0S71，測量含氧量范圍:
0.05_20mg/L。
[0050]e.酸堿度傳感器選用BETTER品牌的S-400型號沉入式智能PH計，其測量范圍0-14PH，精度為0.01PH,工作環(huán)境溫度范圍O?100°C。
[0051]f.水壓力傳感器選用北京諾天科技的TCT-1102超小型壓力傳感器，測量范圍-0.1MPa?OMPa?150MPa，工作電壓范圍5?12V,綜合誤差±0.1%。
[0052]h.控制直流電機的繼電器選用S13A-12AL(JZC_32F)4腳常開型機電器，線圈電壓為3-24VDC，線圈功率為0.20W,工作溫度_40°C?+105°C。
[0053]二、中部通信轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)2(如圖3):它的主要任務是實現(xiàn)各個監(jiān)測水域節(jié)點采集至IJ的信息匯聚和無線向有線傳輸?shù)霓D(zhuǎn)化傳輸。
[0054]1.簇首節(jié)點201和二次匯聚節(jié)點202同樣使用ZigBee模塊CC2530F256芯片作為核心的通信系統(tǒng)；
[0055]2.ZigBee模塊和路由連接裝置204主要選用深圳海凌科電子公司的HLK-RM04模塊，該模塊是基于通用串行接口的符合網(wǎng)絡標準的嵌入式模塊，內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶串口、以太網(wǎng)、無線網(wǎng)(WIFI) 3個接口之間的轉(zhuǎn)換，達到通信方式的轉(zhuǎn)換功能。
[0056]3.路由器203的作用是將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)信號增強后繼續(xù)進行傳輸。該部分所選的路由型號是華為型號為WSR20的路由器，無線傳輸速度300Mbps，有線傳輸速度10/100Mbps，支持 802.1lb,802.Hg,802.1la,802.1ln 四種網(wǎng)絡標準，無線網(wǎng)絡頻率 2.4G。
[0057]三、終端處理統(tǒng)計預警發(fā)布子系統(tǒng)(如圖3)包括:服務器301和客戶機302，預警報警裝置303。
[0058]1.服務器301包括:數(shù)據(jù)處理部分，數(shù)據(jù)存儲部分(數(shù)據(jù)庫)，數(shù)據(jù)發(fā)布部分:
[0059](I)數(shù)據(jù)處理部分由圖像處理識別算法為基礎的專用軟件構成。此部分包含圖像處理識別算法和軟件。對采集傳輸過來的圖像進行識別處理(如圖6)的算法，給出判別是釘螺，是田螺，還是貝殼，還是其他物體；
[0060](2)數(shù)據(jù)存儲部分主要由數(shù)據(jù)庫存儲設備構成；
[0061](3)數(shù)據(jù)發(fā)布部分由兩種方式發(fā)布信息。第一種，以LabVIEW軟件中的DataSocket技術支持，實現(xiàn)給普通客戶共享和發(fā)布實時數(shù)據(jù)；第二種，以LabVIEW Web Server功能發(fā)布遠程面板(Remote Panels)給釘螺監(jiān)測控制系統(tǒng)管理部門；后一種發(fā)布形式，可在本地打開并操作遠程的VI，并通過VI操作命令操作釘螺監(jiān)測系統(tǒng)前端相關動作。這兩種所發(fā)布的Web界面包含各個前端子系統(tǒng)的地理位置，光照度情況、水溫度、含氧量數(shù)值、水的PH值、水速、釘螺的數(shù)量統(tǒng)計情況(釘螺所占采集樣的百分比，近五年的釘螺的歷史對比表等)。
[0062](4)服務器301選用聯(lián)想萬全R350(E5520X2)型塔式服務器，其處理器類型為XE0N5506，二級緩存4MB容量ECC的16G內(nèi)存，硬盤容量為146GB，接口類型為SAS。
[0063]2.客戶機302:由裝有瀏覽器的普通計算機構成。通過DataSocket技術或LabVIEWWeb Server技術進行相應的查看控制。
[0064]3.預警報警裝置303。它有以下報警情況:
[0065](I)當終端處理預警發(fā)布子系統(tǒng)監(jiān)測到前段子系統(tǒng)發(fā)生位置變化時報警；
[0066](2)當監(jiān)測到水位變化大時進行報警；
[0067](3)當釘螺所占比重達到危險線時報警；
[0068](4)當其他系統(tǒng)故障時報警。
[0069]通過以上說明可知，本發(fā)明涉及無線傳感網(wǎng)絡技術、圖像識別技術、定位技術、網(wǎng)絡化測控技術、虛擬儀器技術和信號處理技術等，并將它們?nèi)诤显诒O(jiān)測系統(tǒng)中，達到了監(jiān)測釘螺及其生存環(huán)境的目的。
[0070]本發(fā)明優(yōu)點有:通過該系統(tǒng)一方面可以遠程智能地對相關水域進行釘螺存在監(jiān)測，對釘螺分布情況和釘螺的發(fā)展趨勢做出預警措施；另一方面，前端子系統(tǒng)I的外部環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)104也將采集到的相關信息，以同樣的方式進行傳輸處理，存儲發(fā)布，分別供普通客戶和系統(tǒng)管理人員查看，這些數(shù)據(jù)供相關科學工作者進行研究。此外，以釘螺及其生存環(huán)境監(jiān)測為目標，較充分地利用現(xiàn)有技術，融合了無線傳感網(wǎng)技術、網(wǎng)絡化測控技術、圖像識別技術、信號處理技術，提出了一個完整的智能釘螺監(jiān)測系統(tǒng)設計方案及比較詳細的設計思路和方法，探索了釘螺監(jiān)測方面的遠程化、信息化、智能化。
[0071]基于B/S的網(wǎng)絡化結(jié)構模式設計本子系統(tǒng)并通過TCP/IP協(xié)議進行通信。以上構成水體中釘螺及其釘螺生存環(huán)境的智能監(jiān)測系統(tǒng)。本監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)具有以下意義:一、可以遠程地、實時地監(jiān)測重點水域的釘螺分布情況；二、對釘螺生存繁殖的水體環(huán)境進行監(jiān)測，所得數(shù)據(jù)為相關科學工作者研究釘螺的繁殖條件提供了實驗數(shù)據(jù)和理論依據(jù)；三是通過該系統(tǒng)發(fā)布的釘螺位置、數(shù)量，為人們的生活生產(chǎn)提供了一種安全提示。
[0072]以上所述僅是對本發(fā)明的較佳實施方式而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)對以上實施方式所做的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術方案的范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.基于無線傳感網(wǎng)絡監(jiān)測釘螺及釘螺生存環(huán)境的智能系統(tǒng)，其特征在于:包括若干個前端子系統(tǒng)(I)、中部通信轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)(2)和終端處理統(tǒng)計預警發(fā)布子系統(tǒng)(3)； 每一個前端子系統(tǒng)(I)對所負責的監(jiān)測水域內(nèi)的釘螺覆蓋物進行攪拌清理后進行圖像采集，并采集水域的環(huán)境信息，然后將圖像采集數(shù)據(jù)和環(huán)境信息數(shù)據(jù)通過無線方式發(fā)送給中部通信轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)(2)的簇首； 中部通信轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)2在每一個前端子系統(tǒng)(I)負責的水域內(nèi)設置一個簇首，簇首通過無線方式接受同一水域內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)和環(huán)境信息數(shù)據(jù)，所有水域的簇首節(jié)點將信息再通過無線方式發(fā)送給同一個二次匯聚節(jié)點，二次匯聚節(jié)點通過連接的路由器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給終端處理統(tǒng)計預警發(fā)布子系統(tǒng)(3)的服務器； 終端處理統(tǒng)計預警發(fā)布子系統(tǒng)(3)的服務器進行圖像處理、圖像識別及圖像理解，并通過與危險警報閥值進行比較給出相關預警播報，同時進行數(shù)據(jù)發(fā)布給相連的客戶機，供客戶機端工作人員查看并發(fā)布相關命令進行處理。
2.按照權利要求1所述基于無線傳感網(wǎng)絡監(jiān)測釘螺及釘螺生存環(huán)境的智能系統(tǒng)，其特征在于:所述前端子系統(tǒng)(I)主要包括:采樣預處理子系統(tǒng)(101)，圖像采集和計數(shù)子系統(tǒng)(102)，無線信號傳輸子系統(tǒng)(103)，外部環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)(104)和電源(105);采樣預處理子系統(tǒng)(101)、圖像采集和計數(shù)子系統(tǒng)(102)分別通過LXI總線與無線信號傳輸子系統(tǒng)(103)相連，外部環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)(104)通過電路連接無線信號傳輸子系統(tǒng)(103)，電源(105)分別給采樣預處理子系統(tǒng)(101)、圖像采集和計數(shù)子系統(tǒng)(102)、無線信號傳輸子系統(tǒng)(103)和外部環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)(104)供電。
3.按照權利要求1所述基于無線傳感網(wǎng)絡監(jiān)測釘螺及釘螺生存環(huán)境的智能系統(tǒng)，其特征在于:所述中部通信轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)(2)由簇首節(jié)點(201)、二次匯聚節(jié)點(202)、路由器(203)、路由連接裝置(204)構成； 簇首節(jié)點(201)通過無線連接二次匯聚節(jié)點(202)，二次匯聚節(jié)點(202)通過路由連接裝置(204)連接路由器(203)。
4.按照權利要求1所述基于無線傳感網(wǎng)絡監(jiān)測釘螺及釘螺生存環(huán)境的智能系統(tǒng)，其特征在于:所述終端處理統(tǒng)計預警發(fā)布子系統(tǒng)(3)包括:服務器(301)、客戶機(302)、預警報警裝置(303)； 服務器(301)連接客戶機(302)于預警報警裝置(303)。
5.按照權利要求1所述基于無線傳感網(wǎng)絡監(jiān)測釘螺及釘螺生存環(huán)境的智能系統(tǒng)，其特征在于:系統(tǒng)之間基于B/S的網(wǎng)絡化結(jié)構模式設計，通過TCP/IP協(xié)議進行通信。
【文檔編號】G05B19/418GK104133448SQ201410369500
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月30日 優(yōu)先權日:2014年7月30日
【發(fā)明者】樊寬剛, 么曉康, 辛鵬武, 曹清梅 申請人:江西理工大學