本發(fā)明屬于環(huán)境監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境照度監(jiān)測

背景技術(shù)：

環(huán)境是人類生存的基礎(chǔ)，而在各種環(huán)境因素中，照度與人們的生活有著極其密切的關(guān)系。充足的光照，可防止意外事故的發(fā)生；反之，過暗的光線容易引起疲勞和疏忽。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，光照度是衡量生產(chǎn)環(huán)境的一個重要指標(biāo)。例如，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，使用照度計測量太陽輻射的光照度，可以直接反映作物生長與光照度的關(guān)系，準(zhǔn)確把握光照強度和光照時間是保障作物增產(chǎn)增收的關(guān)鍵?？梢姡瑴?zhǔn)確地測量光照強度在生產(chǎn)生活中非常重要。

目前，對于環(huán)境照度信息的采集往往采用人工單點實測的方式，這種采集方式自動化程度低、操作復(fù)雜、采集的范圍小，且不方便數(shù)據(jù)傳輸與應(yīng)用。該方式已經(jīng)不能滿足當(dāng)前對環(huán)境照度大范圍測量和照度信息準(zhǔn)確性、集中性的要求。因此建立分布式系統(tǒng)，對照度信息進行集中性存儲與處理很有必要。

本發(fā)明專利的目的在于提供一種基于網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境照度監(jiān)測系統(tǒng)，使監(jiān)測中心在實時收集各地環(huán)境照度數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上提供基于網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境照度信息顯示，有權(quán)限的監(jiān)測用戶可以從與網(wǎng)絡(luò)相連的計算機上登錄，查詢環(huán)境照度信息和進行用戶信息管理，從而實現(xiàn)了照度信息的集中管理與網(wǎng)絡(luò)共享。有權(quán)限的監(jiān)測用戶能夠及時地了解當(dāng)前環(huán)境照度情況以及查詢各地環(huán)境照度歷史數(shù)值。

本發(fā)明專利的技術(shù)方案是：

一種基于網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境照度監(jiān)測系統(tǒng)，主要由環(huán)境照度采集終端1、監(jiān)測中心2和監(jiān)測用戶端3組成，其特征在于，所述環(huán)境照度采集終端主要包括照度采集模塊5和網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊4，照度采集模塊5又包括照度傳感電路10、A/D轉(zhuǎn)換電路11和微處理器12。

所述監(jiān)測中心包括Web應(yīng)用模塊7、網(wǎng)絡(luò)通信模塊9和數(shù)據(jù)庫8，監(jiān)測中心通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊與環(huán)境照度采集終端和監(jiān)測用戶端進行網(wǎng)絡(luò)連接。

本發(fā)明專利的工作原理是：

本基于網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境照度監(jiān)測系統(tǒng)中，環(huán)境照度采集終端、監(jiān)測中心和監(jiān)測用戶端之間通過Internet網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息的互通。各環(huán)境照度采集終端實時地采集環(huán)境照度信息并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊將照度信息發(fā)送到監(jiān)測中心，監(jiān)測中心接收數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)保存于數(shù)據(jù)庫中，同時以網(wǎng)頁的形式向有權(quán)限的用戶提供信息查詢功能。

環(huán)境照度采集終端被安裝各被監(jiān)測處戶外的開闊處，它的核心部分是硅光電池照度傳感電路。照度傳感電路進行光電轉(zhuǎn)換，把當(dāng)前的光照度轉(zhuǎn)換成電壓信號后通過A/D轉(zhuǎn)換電路以數(shù)字的形式輸入到微處理器，微處理器根據(jù)環(huán)境照度與電壓信號的映射關(guān)系將電壓轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的照度值再通過網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊把照度信息發(fā)送給監(jiān)測中心。其中，照度信息包括采集時間、采集地點以及照度值。

監(jiān)測中心包括Web應(yīng)用模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊和數(shù)據(jù)庫。本發(fā)明專利環(huán)境照度監(jiān)測系統(tǒng)中監(jiān)測中心的網(wǎng)絡(luò)通信模塊與照度采集終端、監(jiān)測用戶端建立通信通道并進行信息的雙向通信。監(jiān)測中心將來自采集終端的照度信息保存到數(shù)據(jù)庫中，同時監(jiān)測中心的Web應(yīng)用模塊定期對數(shù)據(jù)庫中照度信息進行處理。Web應(yīng)用模塊定期對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，將數(shù)據(jù)分別保存在不同的照度表中。照度表包括 照度日表、照度年表、照度月表、照度平均值表、照度最小值表和照度最大值表。當(dāng)用戶進行照度查詢時，監(jiān)測中心通過查詢數(shù)據(jù)庫向通過瀏覽器登錄的有權(quán)限的用戶提供各地環(huán)境照度信息查詢服務(wù)。

為安全和有效地對系統(tǒng)進行管理，本發(fā)明專利還需要對用戶進行管理，包括用戶基本信息管理和權(quán)限管理兩部分。用戶基本信息管理主要包括用戶編號、賬號和密碼等，監(jiān)測系統(tǒng)利用上述信息能夠?qū)τ脩舻卿涍M行認證；用戶權(quán)限管理包括用戶類型和用戶查詢區(qū)域，用戶類型用于區(qū)別公共用戶權(quán)限和專業(yè)用戶權(quán)限。用戶查詢區(qū)域分為兩部分，一部分為公共區(qū)域，另一部分為特定區(qū)域。公共用戶只能查詢公共區(qū)域的環(huán)境照度信息，專業(yè)用戶還可以查詢特定區(qū)域的照度信息。本系統(tǒng)還設(shè)有管理員角色，管理員擁有最高權(quán)限，不僅可以查詢?nèi)繀^(qū)域的環(huán)境照度信息，而且可以添加或是刪除其他用戶賬號，還可以對專業(yè)用戶所查詢的特定區(qū)域進行修改。

本發(fā)明專利的優(yōu)點是：

1、本發(fā)明專利操作簡單，成本低，采用分布式結(jié)構(gòu)、可以快速訪問以及多用戶使用。

2、本發(fā)明專利的監(jiān)測用戶端通過瀏覽器登錄服務(wù)器，接入容易、操作簡便。

3、本發(fā)明專利具有很好的靈活性，可以實現(xiàn)多點照度采集，為專業(yè)用戶提供相關(guān)服務(wù)。

4、本發(fā)明專利采用分布式系統(tǒng)，具有很好的可擴展性，可以根據(jù)需求動態(tài)地增加、減少采集點或者調(diào)整采集點的位置。

5、本發(fā)明專利的每一個照度采集終端都是獨立的，監(jiān)測中心只有一個，照度信息管理具有集中性。

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明專利作進一步描述：

圖1為本發(fā)明專利基于網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境照度監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明專利基于網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境照度監(jiān)測系統(tǒng)環(huán)境照度采集終端的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1所示，本發(fā)明專利基于網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境照度監(jiān)測系統(tǒng)，主要由環(huán)境照度采集終端1、監(jiān)測中心2和監(jiān)測用戶端3組成，監(jiān)測中心和環(huán)境照度采集終端、監(jiān)測用戶端之間通過由Internet網(wǎng)絡(luò)組成的通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息的雙向通信。監(jiān)測用戶端3是具有Internet網(wǎng)絡(luò)接入能力的計算機，有權(quán)限的用戶利用其通過瀏覽器登錄監(jiān)測中心的信息查詢網(wǎng)頁，對各地區(qū)的環(huán)境照度信息進行查詢。監(jiān)測中心2是本發(fā)明專利環(huán)境照度監(jiān)測系統(tǒng)的核心，它周期性地收集各地區(qū)環(huán)境照度采集終端發(fā)來的照度信息，對信息進行處理和存儲，通過內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)通信模塊與監(jiān)測用戶端3連通，使用戶能夠通過監(jiān)測用戶端訪問，為用戶提供照度信息查詢服務(wù)，將各地區(qū)的環(huán)境照度信息以網(wǎng)頁的形式呈現(xiàn)給登錄用戶，方便用戶的使用。環(huán)境照度采集終端用于周期性地采集各地的環(huán)境照度信息并將采集到的照度信息發(fā)送給監(jiān)測中心。

監(jiān)測中心2包括Web應(yīng)用模塊7、網(wǎng)絡(luò)通信模塊9和數(shù)據(jù)庫8。網(wǎng)絡(luò)通信模塊9采用socket接口與監(jiān)測用戶端和照度采集終端連通，通過TCP/IP協(xié)議進行信息的雙向通信。監(jiān)測中心采用數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)進行管理，在本發(fā)明專利環(huán)境照度監(jiān)測系統(tǒng)運行中，數(shù)據(jù)庫可采用MySQL。監(jiān)測中心對采集到的照度信息進行存儲和處理。先將采集到的數(shù)據(jù)保存到照度表中，然后根據(jù)照度信息中的采集時 間、照度值和采集地區(qū)的同一性，定期對這些數(shù)據(jù)進行處理。建立照度日表、照度最值表和照度平均值表用來分別保存定期處理后的數(shù)據(jù)。其中，照度日表用于保存各地每日的照度信息，并每天對每日的照度信息進行處理求出平均值，將平均值數(shù)據(jù)保存到照度平均值中。同時找出第一天的照度最值(最值包括最大值和最小值)將數(shù)據(jù)分別保存到照度最大值和最小值表中。為了減輕用戶查詢照度信息時服務(wù)器工作的量，監(jiān)測中心對照度信息進行預(yù)處理。監(jiān)測中心每隔一月就會對一月內(nèi)的日平均值進行匯總并保存到服度月表，同樣的方法建立照度年表，將相應(yīng)的月平均照度信息保存到照度年表當(dāng)用戶進行照度變化曲線查詢時，Web應(yīng)用模塊查詢數(shù)據(jù)表后，可以根據(jù)要求將數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)分別以小時、日、月為橫坐標(biāo)，照度為縱坐標(biāo)，繪制成曲線圖并在監(jiān)測用戶端呈現(xiàn)給用戶，讓用戶能夠直觀地了解各地的環(huán)境照度變化情況。

如圖2所示，環(huán)境照度采集終端主要包括照度傳感電路10、A/D轉(zhuǎn)換電路11、微處理器12和網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊4。照度傳感電路能夠進行光電轉(zhuǎn)換，將當(dāng)前的環(huán)境照度轉(zhuǎn)換成電壓信號。照度傳感電路產(chǎn)生的電壓經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路11輸入到微處理器12。微處理器12根據(jù)照度跟電壓的映射關(guān)系，將電壓值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的環(huán)境照度值。微處理器12通過網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊4與監(jiān)測中心進行信息的雙向通信。

為了提高采集照度信息的準(zhǔn)確性，傳感電壓與照度值之間的映射關(guān)系需要進行標(biāo)定。在相同的光照條件下，分別用照度計和電壓表測照度值和電壓值，取不同光照強度下的二十組數(shù)據(jù)并記錄。根據(jù)最小二乘法的優(yōu)化原理對這些數(shù)據(jù)進行線性擬合，確定傳感電壓與照度值映射模型。

本發(fā)明專利環(huán)境照度監(jiān)測系統(tǒng)開始工作后，環(huán)境照度采集端周期性地采集當(dāng)前環(huán)境照度信息，作為優(yōu)選，該周期選定為1分鐘。每隔1分鐘，環(huán)境照度采集終端便會向監(jiān)測中心傳輸一次當(dāng)前照度信息。監(jiān)測中心將采集到的照度信息保存到數(shù)據(jù)庫中，定期對這些數(shù)據(jù)進行處理。

本發(fā)明專利環(huán)境照度監(jiān)測系統(tǒng)運行后，管理員登錄系統(tǒng)對用戶賬號進行管理。根據(jù)用戶的需求，管理員可以添加或刪除一些專業(yè)用戶的賬號或者修改已有專業(yè)用戶的權(quán)限。系統(tǒng)中公共用戶公用一個公共賬號，該賬號信息不能被修改，其權(quán)限是固定的。監(jiān)測用戶端通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊的通信接口跟監(jiān)測中心進行身份認證，身份認證確認后建立雙向通信通道。在監(jiān)測用戶端的登錄界面輸入正確的用戶名跟密碼就可以進入系統(tǒng)操作頁面，如果輸入有誤，系統(tǒng)就會提示“用戶名或密碼錯誤“，并返回登錄頁面。

登錄成功后，有權(quán)限的用戶便會進入系統(tǒng)主界面。這時用戶可以查詢自己權(quán)限內(nèi)的地區(qū)環(huán)境照度信息，并且專業(yè)的用戶還可以選擇對自己的個人信息進行修改。用戶所查詢的地區(qū)環(huán)境照度信息包括該地區(qū)某時段環(huán)境照度的最大值和最小值以及相應(yīng)的采集時間、某時段環(huán)境照度的平均值以及某年某月某日的照度曲線圖。例如用戶的權(quán)限包括杭州的江干區(qū)，那么該用戶可以查詢江干區(qū)當(dāng)前的環(huán)境照度值，歷史上的某一日的環(huán)境照度平均值，那一日環(huán)境照度的最大值和最小值以及相應(yīng)的采集時間。同時用戶還可以查詢歷史上某一日、某一月或某一年的環(huán)境照度變化曲線。在權(quán)限范圍內(nèi)，該查詢區(qū)域內(nèi)的當(dāng)前照度信息每過1分鐘就會自動更新，同時用戶也可以通過手動點擊頁面上的立即更新按鈕的方式立即更新。監(jiān)測中心在用戶的遠程操作下，查詢數(shù)據(jù)庫的相應(yīng)數(shù)據(jù)并在監(jiān)測用戶端網(wǎng)頁上以表格或是圖形的形式呈現(xiàn)給用戶。

以上所述僅為本發(fā)明專利的較佳實施例。