基于物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)的海洋監(jiān)測系統(tǒng)研究.pdf

1、我國是個海洋大國，對海上安全的保護意識日益增強。對海洋環(huán)境的保護、維護海洋領(lǐng)土的完整，是我國發(fā)展軍事強國的重要部分之一。近年來，由于我國與周邊國家海上關(guān)系的緊張態(tài)勢，海上環(huán)境監(jiān)測也日益受到國家的重視，海上監(jiān)測系統(tǒng)可以在第一時間發(fā)現(xiàn)領(lǐng)國軍事入侵并且做出警告，維護我國領(lǐng)海安全。
　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由于其節(jié)點成本小、易于布置、覆蓋率高、無線通訊方便快捷等特點受到研究人員的廣泛關(guān)注，是“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)中的研究熱點。隨著“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)的熱議，

2、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)也從最早的軍事領(lǐng)域越來越多地運用到了民用領(lǐng)域中。
　　由于海上環(huán)境惡劣、監(jiān)測數(shù)據(jù)突發(fā)性強等因素，給臨?，F(xiàn)場監(jiān)測帶來諸多不便。將無線遠程通訊技術(shù)引入海洋監(jiān)測中，可以使監(jiān)測人員通過計算機觀測到現(xiàn)場實時畫面，并進行遠程控制，達到與現(xiàn)場一樣的監(jiān)測效果。
　　在海洋安全監(jiān)測中，發(fā)現(xiàn)入侵目標時獲取入侵物的圖像信息，對于海上安全調(diào)查和入侵目標跟蹤至關(guān)重要，先進的圖像處理及圖像分析識別技術(shù)可以通過上位機在后臺完成對入侵物的預(yù)警

3、及跟蹤定位，第一時間作出處理，確保海上環(huán)境安全。
　　根據(jù)中國海洋監(jiān)測所遇到的困難，本文結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計了海洋環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過 GPRS網(wǎng)絡(luò)遠程連接現(xiàn)場監(jiān)測終端，上位機給現(xiàn)場終端發(fā)送指令，實現(xiàn)監(jiān)測系統(tǒng)的遠程控制。論文主要有以下幾點研究成果：
　　1.確定了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，并結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)的特點，選擇GPRS作為無線通信方式；串口攝像頭與遠程數(shù)據(jù)傳輸終端為系統(tǒng)下位機；計算機作為系統(tǒng)上位機；通過水下自主機器人模擬入

4、侵目標物體。
　　2.實現(xiàn)了遠程監(jiān)測終端硬件的集成與調(diào)試。串口攝像頭通過RS232與遠程無線數(shù)據(jù)傳輸模塊進行連接，實現(xiàn)現(xiàn)場圖像信息采集功能；無線數(shù)據(jù)傳輸模塊通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與PC服務(wù)器建立通信，實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的遠程傳輸。
　　3.設(shè)計了監(jiān)測終端定位優(yōu)化算法。本文將傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點自定位的思想設(shè)計引入到監(jiān)測終端坐標獲取，基于傳統(tǒng)質(zhì)心算法，設(shè)計了雙誤差修正優(yōu)化算法——ICHDE算法，并通過Mat lab程序，對算法定位結(jié)果及定位誤差

5、進行了模擬仿真，仿真結(jié)果表明通過誤差的修正，該優(yōu)化算法針對質(zhì)心算法定位誤差大的缺點有了明顯改進。
　　4.設(shè)計了上位機實時畫面顯示軟件。包括系統(tǒng)安全性及界面設(shè)計、基于UDP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的無線數(shù)據(jù)傳輸、串口攝像頭的遠程控制、圖像的還原、實時顯示及存儲等功能。通過軟件的實時監(jiān)測測試驗證了系統(tǒng)監(jiān)測穩(wěn)定可靠，可以滿足系統(tǒng)功能要求。
　　該系統(tǒng)的開發(fā)及研究，有效解決了海洋環(huán)境監(jiān)測距離遠、監(jiān)測環(huán)境惡劣、監(jiān)測人力資源成本高等外界因素的限制，實