基于物联网技术的港口物理陆地环境要素实时监测与预告系统

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基于物联网技术的港口物理陆地环境要素实时监测与预告系统 - 代写计算机论文

为满足港口水文环境及气候环境的监测,本文提出基于物联网技术的港口物理陆地环境要素实时监测与预告系统。该系统可提供实时、远程和自动监测陆地环境要素并停止预告的功用。本文详细引见了物联网技术中的无线传感网络系统,重点引见节点构成及网络构成,还引见了经过QUODDY有限元数学模型给出潮汐实报和预告。本系统完成失掉的实时和准确的港口环境的采样数据将有关港口的飞行效率和飞行安全,在陆地环境保护及其它公益事业上均有严重的意义。

1.序文

作为现代化的港口,港区和航道水深是权衡一个港口经过才能的一个重要目的。目前港区和航道水位确实定和预告,还停留在潮汐表为基础,仰仗阅历预算的程度上。实践上,港口水域的潮汐状况由天文、气候、径流等要素决议。传统运用的潮汐表只能给出验潮站的天文潮位,并没有给出港口区域潮汐与数据预告,更不包括由风,河流和其它气候要素惹起的水位和水流变化。鉴于此,美国于1991年在福罗里达州西部港口城市坦帕建成全球第一个港口物理陆地环境要素实时监测与预告系统(Physical Oceanographic Real-Time System),取得成功。我国交通也已于往年PORTS研讨归入水路交通科技拓展规划,以提高我国港口的飞行效率和飞行安全。本文基于物联网技术的港口物理环境监测与预告系统将为陆地环境要素的实时监测提供更好的技术支持。这项技术的运用不只提高港口的飞行效率和飞行安全,在陆地环境保护及其它公益事业的拓展均有严重意义。树立港口物理陆地环境要素实时监测与预告系统势在必行。

2.港口物理陆地环境要素实时监测

2.1 基于物联网技术的传感器网络

传感器网络在陆地监测中的运用首先来自美国海军声学监视系统SOSUS的民用。其后,加拿大在Saanich Inlet海域树立了实验观测VENUS,这是一个由CTD、一个ADCP、一个ZAP、一个数码相机和一个水听器阵列组成的小型传感器网络,经过节点和电缆完成海底前端仪器与岸站间电能和信息的双向通讯。目前该系统已运转,经过Internet就可拜访到实时发布的监测数据和图形图像产品。

无线传感器网络停止数据采集、经过低功耗的无线传感网络传输回数据处理站,再由数据处理站对处理参数停止预告。无线传感器网络由一组传感器以移动主机自在组网(Ad Hoc)通讯方式构成的有线或无线网络,其目的是协作地感知、采集和处理网络掩盖区域感知对象信息,并发布给察看者。普通,传感器网络是由几十、几百甚至几千个微型智能传感器节点经过无线或有线方式构成的以数据为中心的网络。

 

 

 

2.2 传感器网络在港口陆地数据的监测

基于物联网技术的港口物理陆地环境要素实时监测与预告系统在海湾或港口的一些特定位置,布设各数据微传感器以实时测定水位、水流等环境要素。现代水文观测技术的拓展以为数据的实时观测和传输提供能够。经过提供港口特定地点的实践水位,船舶引水员可以充分应用航道的水深,添加安全性,增加不必要的航道疏浚。海湾和港口其他位置的参数由数值模型提供。在船舶进入港口之前,也可以失掉系统所提供的信息,对未来的航程作出方案和安排。系统由无线传感器网络数据采样系统,无线通讯系统和数据处理系统构成。WSN在港口环境采样点处安置传感器,然后经过无线通讯网络给数据处理系统,数据处理系统将自动处理数据。数据处理系统将经过互联网或其他终端给用户端演示。

2.3 详细完成案例

以青岛港为例子

青岛港位于山东半岛南岸的胶州湾内,是太平洋西海岸重要的国际贸易口岸和海上运输枢纽。港内水域宽深,四季通航,港湾口小腹大,是我国著名的优秀港口。它次要由大港、中港和黄岛港组成。我们经过在青岛港海湾左近布设无线传感器网络,停止实时数据的监测再经过无线数据传输方式传回数据接纳站,再传回数据处理中心。

3.对监测数据的预告

QUODDY 系列形式是由美国Dartmouth 大学的数值模拟实验室开发研制的, 是1个三维有限元浅海环流形式。它的突出特点:(1)时间域上的完全非线性动力学; (2)融合了先进的湍封锁模型。

QUODDY 是1个自在表面的形式, 树立在传统的三维浅水方程组基础上, 即不可紧缩、流体静力学近似、Boussinesq近似下的Reynolds平均的Navier�stokes方程组。经过QUODDY有限元数学模型在已测得数据的基础上对潮汐状况停止及时预测与发布,航道上的船只将经过取得的信息安排船只活动。

4.结论

基于物联网技术的港口物理陆地环境要素实时监测与预告系统是树立现代化港口的重要组成部分。而目前,我国港口实时监测与预告系统还是空白经过港口陆地环境要素实时的监测与预告系统树立将有关港口的飞行效率和飞行安全,在陆地环境保护及其它公益事业上均有严重的意义。

参考文献:

[1] 张莉, 王婷婷. 物联网技术及其拓展研讨[J]. 黑龙江科技信息 , 2011,(33)

[2] 汤敏, 廖仕东. 物联网技术的拓展及其运用[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊) , 2011,(11)

[3] 商存慧. 数字城市树立与政务资源整合研讨[J]. 消费力研讨 , 2011,(03)

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[正文图表略.]
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