基于物联网的水环境在线监测系统的研发

摘要

改革开放以来，我国经济水平发展的非常迅猛，相对于经济水平的提高，环境的情况也日益严峻。随着现代科技的高速前进，有关水环境监测的系统也已经逐步开发起来。但是，多年以来的发展紧紧建立在传统、常规的水质监测阶段，监测手段和监测信息的质量并不能满足国家部门对于水环境监测的基础要求。随着经济与社会的协调发展，加大监测力度，提高监测时效性、准确性以及保证信息传输的完整性、安全性势在必行。
　　论文通过分析和总结国内外实现水环境监测自动化和信息化的最新研究进展，充分借鉴其经验。通过对水环境监测信息进行调研，并结合实际情况，对水环境在线监测系统进行了研究和开发，并结合了包括物联网技术、3S技术在内的科学技术，设计了一套既具有科学先进性，又能够实际可用的水环境在线监测系统。论文是由以下两点内容构成的：
　　（1）由于现在水质监测的水平比较单一，无法有效的检测出有关部门需要的关于水环境质量以及污染情况的数据。论文通过设计数据采集仪以及构建无线通信网络，建立起一套完整地水环境数据采集平台，利用ZigBee技术实现了对整个水流域监测点进行系统布置，以及利用3S技术实现数据的高效传输与处理。
　　（2）对于现在水环境质量评测系统的设计不合理以及水平落后的问题，本文提出了基于神经网络算法的数据理论分析系统，通过多数据融合处理技术和构建BP神经网络模型，来实现水环境的水质评价的智能测评，并且根据这一理论对水环境变化趋势做出正确判断，方便部门对水环境质量监测的智能有效管理。
　　论文应用计算机技术、网络技术、通讯技术、GIS技术、GPS技术、RS技术、数据库技术和云平台技术，实现了对水环境的实时监控预警，可广泛应用于江河湖泊水质在线监控、洪涝灾害、环境污染、地质灾害、气象、地震、海啸、农业等方面，为国家政府的水环境治理发展部门提供有效的信息基础与技术支撑。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本项目的创新点与章节安排

第二章 系统理论的基础研究

2.1 物联网的技术及其发展

2.2 ZigBee技术介绍

2.3 水环境监控网络体系优化集成技术研究

2.4 智能控制技术基础理论的分析

2.5 本章小结

第三章 系统的整体设计与硬件分析

3.1 系统总体方案设计

3.2 目标规划

3.3 系统的硬件组成结构

3.4 本章小结

第四章 水环境在线监测系统的软件分析

4.1 系统设计原则

4.2 ZigBee程序框架及其初始化配置

4.3 系统的协议组成介绍以及数据库介绍

4.4 系统主体部分的程序设计

4.5 通信模块的程序设计

4.6 界面展示

4.7 本章小结

第五章 基于神经网络算法的数据结论分析

5. 1 关于水环境监测系统的数据融合机制

5. 2 自适应加权融合算法

5.3 基于自适应加权算法的监测冗余信息融合

5.4 构建水质测评的BP模型

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 后续工作展望

参考文献

致谢