本發(fā)明涉及污水監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種污水監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：水污染程度是水資源利用及環(huán)境保護(hù)的重要信息，而污水分布面廣，很多地方不便于人工測量，這樣給污水實時監(jiān)測帶來了很多不便?，F(xiàn)有的污水監(jiān)測設(shè)備采用傳統(tǒng)手段采集水資源的污染程度信息，自動化程度不高，監(jiān)測數(shù)據(jù)的可操作性、實時性較差，不能很好地滿足污水成分信息實時性和可靠性的要求。技術(shù)實現(xiàn)要素：為解決上述問題，本發(fā)明旨在提供一種污水監(jiān)測系統(tǒng)。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種污水監(jiān)測系統(tǒng)，包括污水監(jiān)測數(shù)據(jù)采集傳送系統(tǒng)和監(jiān)控中心，所述污水監(jiān)測數(shù)據(jù)采集傳送系統(tǒng)用于采集污水監(jiān)測數(shù)據(jù)并將污水監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)控中心；所述監(jiān)控中心包括主服務(wù)器和數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，所述污水監(jiān)測數(shù)據(jù)采集傳送系統(tǒng)與主服務(wù)器連接，所述主服務(wù)器與數(shù)據(jù)處理服務(wù)器交互式連接。本發(fā)明的有益效果：能夠?qū)⒏鞅O(jiān)測點實時采集的污水信息數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程監(jiān)測中心平臺進(jìn)行統(tǒng)計分析，實現(xiàn)了污水信息數(shù)據(jù)實時采集和處理的無線化、自動化和智能化，提高了監(jiān)測數(shù)據(jù)的可操作性，并滿足實時性和可靠性的要求。附圖說明利用附圖對發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實施例不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)連接示意圖；圖2是污水監(jiān)測數(shù)據(jù)采集傳送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記：污水監(jiān)測數(shù)據(jù)采集傳送系統(tǒng)1、監(jiān)控中心2、數(shù)據(jù)采集單元11、數(shù)據(jù)處理單元12、數(shù)據(jù)傳輸單元13、主服務(wù)器21、數(shù)據(jù)處理服務(wù)器22。具體實施方式結(jié)合以下實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。參見圖1、圖2，本實施例的一種污水監(jiān)測系統(tǒng)，包括污水監(jiān)測數(shù)據(jù)采集傳送系統(tǒng)和監(jiān)控中心，所述污水監(jiān)測數(shù)據(jù)采集傳送系統(tǒng)用于采集污水監(jiān)測數(shù)據(jù)并將污水監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)控中心；所述監(jiān)控中心包括主服務(wù)器和數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，所述污水監(jiān)測數(shù)據(jù)采集傳送系統(tǒng)與主服務(wù)器連接，所述主服務(wù)器與數(shù)據(jù)處理服務(wù)器交互式連接。優(yōu)選的，所述污水監(jiān)測數(shù)據(jù)包括污水PH值、濁度、電導(dǎo)率、溫度、流量、氧溶解量。本發(fā)明上述實施例能夠?qū)⒏鞅O(jiān)測點實時采集的污水信息數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程監(jiān)測中心平臺進(jìn)行統(tǒng)計分析，實現(xiàn)了污水信息數(shù)據(jù)實時采集和處理的無線化、自動化和智能化，提高了監(jiān)測數(shù)據(jù)的可操作性，并滿足實時性和可靠性的要求。優(yōu)選的，所述污水監(jiān)測數(shù)據(jù)采集傳送系統(tǒng)1包括數(shù)據(jù)采集單元11、數(shù)據(jù)處理單元12和數(shù)據(jù)傳輸單元13；所述數(shù)據(jù)采集單元11用于通過由各傳感器構(gòu)建的傳感器節(jié)點相互協(xié)作進(jìn)行污水監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集，并輸出各傳感器節(jié)點采集的污水監(jiān)測數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)處理單元12用于對各傳感器節(jié)點采集的污水監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，以獲得有效的污水監(jiān)測數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)傳輸單元13用于采用預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制進(jìn)行污水監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸。優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集單元11包括傳感器定位子單元和數(shù)據(jù)修正子單元；所述傳感器定位子單元用于進(jìn)行傳感器節(jié)點定位，所述進(jìn)行傳感器節(jié)點定位具體包括：(1)將少部分傳感器節(jié)點部署在已知的位置坐標(biāo)上，作為信標(biāo)節(jié)點，根據(jù)信標(biāo)節(jié)點位置建立滿足家居環(huán)境的局部坐標(biāo)系；(2)假設(shè)未知節(jié)點的坐標(biāo)為(x,y)，能夠與其進(jìn)行通信的信標(biāo)節(jié)點坐標(biāo)分別為(x1,y1)，(x2,y2)，…，(xn,yn)，未知節(jié)點位于各信標(biāo)節(jié)點為圓心，通信半徑為半徑的圓的相交區(qū)域，取該區(qū)域任一點作為未知節(jié)點坐標(biāo)預(yù)選點，未知節(jié)點坐標(biāo)預(yù)選點到信標(biāo)節(jié)點的差分函數(shù)為：d(x,y)=Σi=1n|(x-xi)2+(x-xi)2-ri|]]>式中，ri為未知節(jié)點坐標(biāo)預(yù)選點到(xi,yi)距離，i＝1，2，…，n，利用最大似然估計法求取該式的最小值，即為未知節(jié)點坐標(biāo)位置；所述數(shù)據(jù)修正子單元用于對傳感器在非標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，修正因子σ為：σ=e-(T-T0)2T2,T≥T0eT2(T-T0)2,T<T0]]>式中，T0為傳感器使用的標(biāo)準(zhǔn)溫度，T為傳感器使用時的環(huán)境溫度。本優(yōu)選實施例實現(xiàn)了傳感器定位和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確測量。優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)處理單元12包括數(shù)據(jù)過濾模塊和數(shù)據(jù)補(bǔ)全模塊，所述數(shù)據(jù)過濾模塊用于通過智能網(wǎng)關(guān)過濾錯誤的污水監(jiān)測數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)補(bǔ)全模塊用于填補(bǔ)丟失的污水監(jiān)測數(shù)據(jù)；所述通過智能網(wǎng)關(guān)過濾錯誤的污水監(jiān)測數(shù)據(jù)，包括：(1)去除沒有落入傳感器讀數(shù)的有效范圍內(nèi)的污水監(jiān)測數(shù)據(jù)；(2)對剩余的污水監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾處理，具體為：1)假設(shè)所有傳感器的傳感頻率一致且滑動窗口大小為A，利用Jaccard相似度函數(shù)計算出兩個傳感器SI、SJ讀數(shù)行為的相似度Sim(xI(t),xJ(t))，其中xI(t)表示傳感器SI在時間t時的傳感讀數(shù)，xJ(t)表示傳感器SJ在時間t時的傳感讀數(shù)；2)定義傳感器SI、SJ的最初臨時相似度為：SimL0(I,J)=Sim(xI(A+t),xJ(A+t))]]>K+1時刻的臨時相似度為：SimLK+1(I,J)=μSimLK(I,J)+1+μ2Sim(xI(t),xJ(t))]]>式中，xI(A+t)表示傳感器SI最初的讀數(shù)行為，μ為設(shè)定的可調(diào)節(jié)的變量，μ的取值范圍為[-1,1]；3)設(shè)共有M個傳感器，來自傳感器SI的一個事件查詢q，在過去被傳感器頻繁查詢的數(shù)據(jù)比那些很少被傳感器SI讀取的數(shù)據(jù)與傳感器SI更具有相關(guān)性，計算傳感器SI的排序等級值QL(q,SI)，計算公式為：QL(q,SI)=maxi∈[1,M]SimLK+1(I,J)ΣJ=1MSimLK+1(I,J)×|n(q,SI)||N(q,SI)|+B]]>式中，n(q,SI)為在過去傳感器SI針對查詢q對一些主題的事件查詢數(shù)目，N(q,SI)表示傳感器SI針對查詢q的事件查詢總數(shù)，B為平滑因子；4)采用投票法判斷傳感器SI的當(dāng)前讀數(shù)是否為錯誤讀數(shù)，設(shè)定判斷函數(shù)為：PI=ΣSJ∈net(I)VDecisionJ(I)·QL(q,SI)]]>式中，net(I)表示傳感器SI的鄰居傳感器集合，VDecisionj(I)表示鄰居傳感器SJ對傳感器SI作出投票決定，投票決定有兩類，一類是積極的，另一類為消極的，投票決定為積極時，VDecisionj(I)＝1，投票決定為消極時，VDecisionj(I)＝0；PI>0時，表示傳感器SI的當(dāng)前讀數(shù)為正常讀數(shù)，PI<0時，表示傳感器SI的當(dāng)前讀數(shù)為錯誤讀數(shù)。所述填補(bǔ)丟失的污水監(jiān)測數(shù)據(jù)，包括：(1)采用K-means聚類方法進(jìn)行污水監(jiān)測數(shù)據(jù)的聚類處理；(2)對同一類中的缺失值進(jìn)行卻是數(shù)據(jù)的填充。本優(yōu)選實施例過濾錯誤的污水監(jiān)測數(shù)據(jù)時，考慮了傳感器與鄰居節(jié)點以及環(huán)境之間的關(guān)聯(lián)性，通過排序算法為每個傳感器分配一個適當(dāng)?shù)臋?quán)重來反映傳感器的重要性，進(jìn)而對傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行取舍來過濾采集過程中的錯誤數(shù)據(jù)和環(huán)境引起的不正常數(shù)據(jù)，提高了過濾的精度；采用先聚類后填補(bǔ)缺失值的方式填補(bǔ)丟失的污水監(jiān)測數(shù)據(jù)，可以較好的考慮數(shù)據(jù)的局部特性，提高數(shù)據(jù)填補(bǔ)的精度。在一個實施例中，所述預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制包括：(1)簇內(nèi)成員在各自分配的時間段內(nèi)將采集到的數(shù)據(jù)以單跳的方式傳輸?shù)剿鶎俅氐拇仡^節(jié)點Ci，簇頭節(jié)點Ci對收集到的污水監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理；(2)簇頭節(jié)點Ci根據(jù)下式選擇其他簇頭節(jié)點，以確定其路由候選簇頭節(jié)點集合CN：CN=djB<diBdij<diBNSi<NSj]]>式中，diB表示簇頭節(jié)點Ci到基站的距離，djB表示簇頭節(jié)點Cj到基站的距離，dij表示簇頭節(jié)點Ci到簇頭節(jié)點Cj的距離，NSi表示簇頭節(jié)點Ci的剩余能量級別，NSj表示簇頭節(jié)點Cj的剩余能量級別；(3)若路由候選簇頭節(jié)點集合CN為空，則簇頭節(jié)點Ci直接將污水監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送給基站，并跳轉(zhuǎn)至(6)；(4)若路由候選簇頭節(jié)點集合中只存在一個比簇頭節(jié)點Ci距離基站更近或者剩余能量級別更高的其他簇頭節(jié)點Cj，則選擇簇頭節(jié)點Cj作為下一跳路由節(jié)點，并將污水監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給簇頭節(jié)點Cj，使簇頭節(jié)點Cj成為新的簇頭節(jié)點Ci，并跳轉(zhuǎn)回(2)；(5)若路由候選簇頭節(jié)點集合中存在多個比簇頭節(jié)點Ci距離基站更近或者剩余能量級別更高的其他簇頭節(jié)點Cj，則選擇使得轉(zhuǎn)發(fā)污水監(jiān)測數(shù)據(jù)通信開銷最小的簇頭節(jié)點Cj作為下一跳路由節(jié)點，并將污水監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給簇頭節(jié)點Cj，使簇頭節(jié)點Cj成為新的簇頭節(jié)點Ci，并跳轉(zhuǎn)回(2)；(6)基站接收簇頭節(jié)點Ci發(fā)送的污水監(jiān)測數(shù)據(jù)。本優(yōu)選實施例采用預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制進(jìn)行污水監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸，使簇頭節(jié)點的剩余能量分布更加均衡，有效解決了距離基站較近或者距離基站較遠(yuǎn)的節(jié)點能量過早消耗完的問題，從而延長了整個數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的生命周期。在另一個實施例中，所述預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制包括：針對不同傳輸數(shù)據(jù)大小和傳輸距離采用不同的傳輸方式，定義傳輸函數(shù)Tr：Tr=SS0+DD0]]>式中，S為傳輸數(shù)據(jù)大小，S0為數(shù)據(jù)傳輸大小分界值，S0＝1MB，D為傳輸距離，D0為傳輸距離遠(yuǎn)近分界值，D0＝10m；若D<D0，則采用藍(lán)牙進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，若D≥D0且S≤S0，則采用zigbee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，若D≥D0且S>S0，則采用WIFI進(jìn)行通信。本優(yōu)選實施例在實現(xiàn)了對污水監(jiān)測數(shù)據(jù)低能耗、高速率的通信。最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3