一种基于物联网的水环境数据传输系统和方法技术方案

本发明专利技术提出了一种基于物联网的水环境数据传输系统和方法，属于物联网技术领域。所述水环境数据传输系统包括采集模块、协议解析转换模块、数据处理模块、数据传输管理模块和数据库和应用层模块；所述方法包括采集步骤、协议解析转换步骤、数据处理步骤、数据传输管理步骤和数据库和应用层步骤。本发明专利技术可应用于各种水环境监测系统中，具有数据监测实时，准确度高等优点。

A Water Environment Data Transmission System Based on Internet of Things

The invention proposes a water environment data transmission system and method based on the Internet of Things, which belongs to the technical field of the Internet of Things. The water environment data transmission system includes acquisition module, protocol analysis conversion module, data processing module, data transmission management module and database and application layer module. The method includes acquisition step, protocol analysis conversion step, data processing step, data transmission management step and database and application layer step. The invention can be applied to various water environment monitoring systems, and has the advantages of real-time data monitoring and high accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的水环境数据传输系统和方法
本专利技术涉及一种基于物联网的水环境数据传输系统和方法，属于物联网

技术介绍
地下水监测是地下水规划管理、合理开发利用和水资源优化配置调度的重要基础工作，地下水监测信息对于农田灌溉、生活用水及生态环境保护等都具有重要作用，直接关系到人民生活、工农业生产的布局。水环境远程实时测控与数据传输存储系统是一个软硬件结合的自动化网络系统，它是在水源地或者用水单位设备上安装一个水资源测控终端，实现对水表流量、水井水位、水温等参数的采集，通过通信网络和水资源管理单位计算机系统联网，可对水资源相关参数监测和管理，相关流量、水井水位、水温等参数借助通信技术自动存入水资源监测与综合管理系统中心数据库。这一部分是在水环境水位、水温、水量远程监测系统基础上，研制水环境开采设备启、停等功能的控制子系统和相应的设施设备，通过动态分析进一步研究监测点水库动态的变化规律，根据监测结果和决策结果控制水环境的数据分析。目前关于地下水资源的实时监测与管理，国外一些发达国家已经有几十年甚至上百年的历史，其中，美国、日本、荷兰的产品在技术性能上处于领先地位。美国从上世纪80年代开始就建立了全国的地下水监测信息网。国内的地下水监测发展与发达国家相比还存在较大的差距，在最近几十年利用水资源的过程中，我国各地已经逐步形成了相当规模的监测网，特别在以地下水为主要水源的北方地区，据不完全统计，已经在中国北方以地下水供水为主的17个省市建立了初步的地下水位监测网，为我国水资源的科学评价和管理做出了应有的贡献。在1995年就曾以河南省为例，研制了区域地下水信息管理系统，该系统在危机环境下，把地下水管理有关图形、数据、文字信息进行检索和分析，为地下水资源管理提供辅助决策工具。目前国内对地下水的监测绝大部分以人工观测为主，即每隔一定时间由专人到每个监测点，用一根测绳去测量水位的变化。这种监测方式费时、费力、人为误差大、容易受环境影响。国内一些地区在水资源基本数据的采用了一些测量仪器进行非实时采集，相比美国、日本等发达国家，还处于较低层次，在信息技术的综合应用上集成度还不够高、网络化和智能化的发展潜力还比较大。在我国直接使用国外的设备和技术也存在诸多问题，首先引进设备和技术的成本较高，不适合我国大量普及；其次，国外的的通讯标准与我国有较大差异，不能直接在我国直接应用；再次，国外地下水情和我国不同，评测标准也不一样，因此国外设备可能不适合我国。综上急迫需要一种实用于我国国情的水资源管理先进技术，服务国内发展需要。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中水资源数据传输、管理、检测费时费力的问题，提出了一种一种基于物联网的水环境数据传输系统和方法，所采取的技术方案如下：一种基于物联网的水环境数据传输系统，所述水环境数据传输系统包括：用于采集水环境数据的采集模块；用于将所述采集模块采集到的水环境数据进行协议解析与转换的协议解析转换模块；用于将所述协议解析转换模块获得的解析和转换后的数据进行处理的数据处理模块；用于将所述数据处理模块获得的数据进行传输和管理的数据传输管理模块；用于接收所述数据传输模块传输数据的数据库和应用层模块，其中应用层模块为其他应用设备，如监控显示系统设备等。进一步地，所述数据处理模块包括：用于将所述协议解析转换模块获得的解析和转换后的数据进行压缩的数据压缩模块；用于将所述协议解析转换模块获得的解析和转换后的数据进行差错控制的数据差错控制模块；用于将所述协议解析转换模块获得的解析和转换后的数据转换为统一格式的数据格式统一模块；用于将所述协议解析转换模块获得的解析和转换后的数据进行异构容错的数据异构容错模块。进一步地，所述数据异构容错模块通过BP神经网络完成互补信息之间的融合。进一步地，所述数据传输管理模块包括：用于根据所述数据处理模块获得的数据信息进行地下水参数计算的地下水参数计算模块；用于根据所述数据处理模块获得的数据信息进行资源量计算的资源量计算模块；用于根据所述数据处理模块获得的数据信息进行组件二次开发的组件式二次开发模块；用于根据所述数据处理模块获得的数据信息建立地下水动态预测模块的地下水动态预测模型建立模块；用于根据所述数据处理模块获得的数据信息自动生成等值线的等值线自动生成模块。进一步地，所述采集模块包括温度传感器、湿度传感器、水位传感器、水量传感器、PH值传感器和北斗定位装置。一种基于物联网的水环境数据传输方法，所述水环境数据传输方法包括：用于采集水环境数据的采集步骤；用于将所述采集步骤采集到的水环境数据进行协议解析与转换的协议解析转换步骤；用于将所述协议解析转换步骤获得的解析和转换后的数据进行处理的数据处理步骤；用于将所述数据处理步骤获得的数据进行传输和管理的数据传输管理步骤；用于接收所述数据传输步骤传输数据的数据库和应用层步骤。进一步地，所述数据处理步骤包括：用于将所述协议解析转换步骤获得的解析和转换后的数据进行压缩的数据压缩步骤；用于将所述协议解析转换步骤获得的解析和转换后的数据进行差错控制的数据差错控制步骤；用于将所述协议解析转换步骤获得的解析和转换后的数据转换为统一格式的数据格式统一步骤；用于将所述协议解析转换步骤获得的解析和转换后的数据进行异构容错的数据异构容错步骤。进一步地，所述数据异构容错步骤通过BP神经网络完成互补信息之间的融合。进一步地，所述数据传输管理步骤包括：用于根据所述数据处理步骤获得的数据信息进行地下水参数计算的地下水参数计算步骤；用于根据所述数据处理步骤获得的数据信息进行资源量计算的资源量计算步骤；用于根据所述数据处理步骤获得的数据信息进行组件二次开发的组件式二次开发步骤；用于根据所述数据处理步骤获得的数据信息建立地下水动态预测步骤的地下水动态预测模型建立步骤；用于根据所述数据处理步骤获得的数据信息自动生成等值线的等值线自动生成步骤。进一步地，所述采集步骤中的采集数据包括温度传感器采集的温度数据、湿度传感器采集的湿度数据、水位传感器采集的水位数据、水量传感器采集的水量数据、PH值传感器采集的PH值数据和北斗定位装置采集的位置数据。本专利技术有益效果：(1)本专利技术提出的一种基于物联网的水环境数据传输系统和方法是水环境监控系统的传输中间件系统以及相应传输方法，主要通过是协议解析转换、数据处理和数据传输管理，并通过不同的采集设备进行数据采集，并能够实现屏蔽不同的硬件接口，转换不同的传输协议和数据格式，最终展示采集到的水环境数据和监测数据。本方法能够实时采集水环境数据，并自动精确处理大量的水环境信息并完成数据整理和展示，无需大量工作人间人为处理，极大程度上提高了水环境数据监控的准确度，完全避免了人为处理所产生的误差。(2)本专利技术提出的一种基于物联网的水环境数据传输系统和方法完全适用于中国本土水环境各项指标的监测，制造成本低，实用性强。(3)本专利技术提出的一种基于物联网的水环境数据传输系统和方法通过数据处理模块实现水环境数据的实时处理和检测，将水环境多种数据进行融合，大大降低数据处理的不完整性，有效提高了数据处理的准确性(数据处理准确度提高到98％)，极大程度上降低了数据处理误差；(4)本专利技术提出的一种基于物联网的水环境数据传输系统和方法通过协议解析转换模块将不同的通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于物联网的水环境数据传输系统，其特征在于，所述水环境数据传输系统包括：用于采集水环境数据的采集模块；用于将所述采集模块采集到的水环境数据进行协议解析与转换的协议解析转换模块；用于将所述协议解析转换模块获得的解析和转换后的数据进行处理的数据处理模块；用于将所述数据处理模块获得的数据进行传输和管理的数据传输管理模块；用于接收所述数据传输模块传输数据的数据库和应用层模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的水环境数据传输系统，其特征在于，所述水环境数据传输系统包括：用于采集水环境数据的采集模块；用于将所述采集模块采集到的水环境数据进行协议解析与转换的协议解析转换模块；用于将所述协议解析转换模块获得的解析和转换后的数据进行处理的数据处理模块；用于将所述数据处理模块获得的数据进行传输和管理的数据传输管理模块；用于接收所述数据传输模块传输数据的数据库和应用层模块。2.根据权利要求1所述水环境数据传输系统，其特征在于，所述数据处理模块包括：用于将所述协议解析转换模块获得的解析和转换后的数据进行压缩的数据压缩模块；用于将所述协议解析转换模块获得的解析和转换后的数据进行差错控制的数据差错控制模块；用于将所述协议解析转换模块获得的解析和转换后的数据转换为统一格式的数据格式统一模块；用于将所述协议解析转换模块获得的解析和转换后的数据进行异构容错的数据异构容错模块。3.根据权利要求2所述水环境数据传输系统，其特征在于，所述数据异构容错模块通过BP神经网络完成互补信息之间的融合。4.根据权利要求1所述水环境数据传输系统，其特征在于，所述数据传输管理模块包括：用于根据所述数据处理模块获得的数据信息进行地下水参数计算的地下水参数计算模块；用于根据所述数据处理模块获得的数据信息进行资源量计算的资源量计算模块；用于根据所述数据处理模块获得的数据信息进行组件二次开发的组件式二次开发模块；用于根据所述数据处理模块获得的数据信息建立地下水动态预测模块的地下水动态预测模型建立模块；用于根据所述数据处理模块获得的数据信息自动生成等值线的等值线自动生成模块。5.根据权利要求1所述水环境数据传输系统，其特征在于，所述采集模块包括温度传感器、湿度传感器、水位传感器、水量传感器、PH值传感器和北斗定位装置。6.一种基于物联网的水环境数据传输方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：周丽丽，王金玉，陈庆文，王涛，杜寅甫，吴冈，孙晶，朱明清，章军，杨喆，吕宜光，甄海涛，邢娜，
申请(专利权)人：黑龙江省科学院自动化研究所，黑龙江省自动化系统工程有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23