專利名稱：基于物聯(lián)網(wǎng)的考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬計(jì)算機(jī)控制工程領(lǐng)域，涉及一種動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，尤其涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控平臺(tái)。
背景技術(shù)：
目前的考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)缺乏實(shí)時(shí)的無線監(jiān)控系統(tǒng)，傳統(tǒng)的有線聯(lián)網(wǎng)方式是將多個(gè)傳感器用線纜連接起來，通過使用有線網(wǎng)絡(luò)將傳感器采集的數(shù)據(jù)傳至現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備和遠(yuǎn)方終端，這樣的方式存在以下幾個(gè)缺點(diǎn)1)現(xiàn)場(chǎng)布線方式復(fù)雜、工作量大。若采用有線方式，則需要根據(jù)考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)的地勢(shì)特點(diǎn)綜合考慮布線方式，有線網(wǎng)絡(luò)還會(huì)對(duì)發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境帶來一定的損害。有線網(wǎng)絡(luò)布線效率低、并且需要考慮的綜合因素較多且復(fù)雜。2)部署成本高。布線時(shí)需要避開關(guān)鍵位置，使用大量信號(hào)及供電線纜。布線成本
尚ο幻有線網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)能力差?？脊虐l(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的現(xiàn)場(chǎng)。與常規(guī)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)相比， 考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)的地形會(huì)隨著發(fā)掘進(jìn)度的不斷開展而發(fā)生相應(yīng)的變化，有線網(wǎng)絡(luò)很難適應(yīng)這種變化，且當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化時(shí)需要考慮網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并重新布線，人力物力投入很大。4)移動(dòng)設(shè)備獲取數(shù)據(jù)困難。有線網(wǎng)絡(luò)獲取現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)時(shí)，需要在監(jiān)控室的監(jiān)控終端上獲取數(shù)據(jù)。移動(dòng)設(shè)備獲取網(wǎng)絡(luò)時(shí)很不方便。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種布線方式簡單、工作量小、部署成本低、適應(yīng)能力強(qiáng)以及移動(dòng)設(shè)備獲取數(shù)據(jù)容易的基于物聯(lián)網(wǎng)的考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控平臺(tái)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是本發(fā)明提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控平臺(tái)，其特殊之處在于所述基于物聯(lián)網(wǎng)的考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控平臺(tái)包括考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)以及分別與考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)相連的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和本地?cái)?shù)據(jù)庫服務(wù)器。上述考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)包括用于傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)網(wǎng)關(guān)、以及傳輸控制信號(hào)的控制網(wǎng)關(guān)、用于對(duì)發(fā)掘遺址的氣象及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、用于發(fā)出各種指令的控制系統(tǒng)以及用于探測(cè)發(fā)掘數(shù)據(jù)的探測(cè)系統(tǒng)；所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及探測(cè)系統(tǒng)分別通過監(jiān)測(cè)網(wǎng)關(guān)接入物聯(lián)網(wǎng)；所述控制系統(tǒng)通過控制網(wǎng)關(guān)接入物聯(lián)網(wǎng)；所述監(jiān)測(cè)網(wǎng)關(guān)與控制網(wǎng)關(guān)相連。上述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括氣象監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)以及環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)；所述氣象監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)包括氣象傳感器組以及與氣象傳感器組無線通信方式相連接的氣象中繼節(jié)點(diǎn)；所述環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)包括環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器組以及與環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器組相連的環(huán)境監(jiān)測(cè)中繼節(jié)點(diǎn)；所述氣象中繼節(jié)點(diǎn)與環(huán)境監(jiān)測(cè)中繼節(jié)點(diǎn)分別以多跳的方式相互協(xié)作將數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)測(cè)網(wǎng)關(guān)。
上述氣象傳感器組包括光照強(qiáng)度傳感器、紫外線強(qiáng)度傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、雨量傳感器、溫濕度傳感器以及氣壓傳感器。上述現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器組包括溫濕度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤含水量傳感器、二氧化碳傳感器、二氧化硫傳感器以及有機(jī)揮發(fā)物傳感器；所述現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器組與現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)中繼節(jié)點(diǎn)通過星狀、環(huán)狀或網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相連接，連接方式為一對(duì)一，或
一對(duì)多。上述探測(cè)系統(tǒng)包括探測(cè)機(jī)器人以及與探測(cè)機(jī)器人相連的探測(cè)中繼節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、布線方式簡單、工作量小。采用無線網(wǎng)絡(luò)方式，僅需將無線傳感器節(jié)點(diǎn)放置在監(jiān)測(cè)位置即可，節(jié)點(diǎn)能夠自動(dòng)組成無線網(wǎng)絡(luò)。受地勢(shì)影響小，且無需考慮布線方式，對(duì)發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境無損害。網(wǎng)絡(luò)部署效率高，考慮綜合因素較少。2、部署成本低。無線網(wǎng)絡(luò)采用無線節(jié)點(diǎn)自組網(wǎng)方式工作，沒有線纜費(fèi)用，且無線節(jié)點(diǎn)本身造價(jià)低廉。3、適應(yīng)能力強(qiáng)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠很好的適應(yīng)考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)態(tài)環(huán)境。當(dāng)考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，無需重新部署網(wǎng)絡(luò)，僅需在需要觀測(cè)位置添加新節(jié)點(diǎn)即可。人力物力投入較少。4、移動(dòng)設(shè)備獲取數(shù)據(jù)容易。根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，移動(dòng)設(shè)備可以通過訪問無線接入點(diǎn)或無線網(wǎng)絡(luò)獲取數(shù)據(jù)、或可以通過無線網(wǎng)絡(luò)控制各種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。5、網(wǎng)絡(luò)壽命更長。本系統(tǒng)中采用基于D-S證據(jù)理論的數(shù)據(jù)融合算法來數(shù)據(jù)處理， 減小了網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)吞吐量，提升了網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量，有效的延長了網(wǎng)絡(luò)壽命。6、通信開銷更小。各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間采用元智公司自主研發(fā)的優(yōu)化路由算法來組成網(wǎng)絡(luò)，并通過節(jié)點(diǎn)間的相互協(xié)作將數(shù)據(jù)傳給網(wǎng)關(guān)。減小了網(wǎng)絡(luò)自組織過程中的通信開銷，降低了整體網(wǎng)絡(luò)能耗并有效的提高了網(wǎng)絡(luò)鏈路質(zhì)量。7、通信質(zhì)量好。針對(duì)Zigbee中物理層采用的2. 4GHz的通信頻率隔斷穿透能力較差的問題，本系統(tǒng)中無線節(jié)點(diǎn)采用衍射性更好的433MHz頻率進(jìn)行通信，保證了良好的通信質(zhì)量。


圖1是本發(fā)明所提供的基于物聯(lián)網(wǎng)的考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控平臺(tái)的結(jié)構(gòu)框架示意圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1，本發(fā)明提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控平臺(tái)，該平臺(tái)包括考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)以及分別與考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)相連的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和本地?cái)?shù)據(jù)庫服務(wù)器?？脊虐l(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)包括監(jiān)測(cè)網(wǎng)關(guān)、控制網(wǎng)關(guān)、用于對(duì)發(fā)掘遺址的氣象及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、用于發(fā)出各種指令的控制系統(tǒng)以及用于探測(cè)發(fā)掘數(shù)據(jù)的探測(cè)系統(tǒng)；監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、探測(cè)系統(tǒng)分別通過監(jiān)測(cè)網(wǎng)關(guān)接入物聯(lián)網(wǎng)；控制系統(tǒng)通過控制網(wǎng)關(guān)接入物聯(lián)網(wǎng)；所述監(jiān)測(cè)網(wǎng)關(guān)與控制網(wǎng)關(guān)相連。
系統(tǒng)包括監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、探測(cè)系統(tǒng)，這些系統(tǒng)都是本領(lǐng)域所常用的各種系統(tǒng)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括氣象環(huán)境子系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集速率為10分鐘/次。氣象監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)氣象站采用太陽能電池板供電方式，主要對(duì)發(fā)掘遺址的氣象環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括風(fēng)速傳感器模塊、風(fēng)向傳感器模塊、雨量傳感器模塊、溫濕度傳感器模塊、氣壓傳感器模塊、光照強(qiáng)度傳感器模塊和紫外線強(qiáng)度傳感器模塊。氣象站與中繼節(jié)點(diǎn)以無線通信方式相連接，中繼節(jié)點(diǎn)以多跳的方式相互協(xié)作將數(shù)據(jù)傳送至網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)將接收到的數(shù)據(jù)分發(fā)給物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫、本地?cái)?shù)據(jù)庫和現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)設(shè)備。環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)傳感器節(jié)點(diǎn)采用蓄電池或鋰電池供電方式，主要對(duì)發(fā)掘的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，項(xiàng)目包括溫濕度、土壤溫度、土壤含水量、二氧化碳、二氧化硫及有機(jī)揮發(fā)物。多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)與中繼節(jié)點(diǎn)以星狀、環(huán)狀或網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相連接，中繼節(jié)點(diǎn)以多跳形式組成樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與網(wǎng)關(guān)相連接，向遠(yuǎn)程終端提供各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)為自組織網(wǎng)絡(luò)，具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性，網(wǎng)絡(luò)需要擴(kuò)展時(shí)，僅需將節(jié)點(diǎn)部署至相應(yīng)位置即可，新加入的節(jié)點(diǎn)能夠自動(dòng)尋找現(xiàn)有通信網(wǎng)路。2.控制系統(tǒng)由移動(dòng)設(shè)備或遠(yuǎn)程終端設(shè)備向網(wǎng)關(guān)發(fā)送控制指令。網(wǎng)關(guān)將控制指令發(fā)送至相應(yīng)的控制中繼，由控制中繼節(jié)點(diǎn)完成相應(yīng)的調(diào)控手段。3.探測(cè)系統(tǒng)由攜帶蓄電池和探測(cè)機(jī)器人和探測(cè)中繼構(gòu)成。探測(cè)機(jī)器人與探測(cè)中繼有線相連，將探測(cè)數(shù)據(jù)以多跳方式發(fā)送至網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控平臺(tái)，其特征在于所述基于物聯(lián)網(wǎng)的考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控平臺(tái)包括考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)以及分別與考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)相連的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和本地?cái)?shù)據(jù)庫服務(wù)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控平臺(tái)，其特征在于所述考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)包括監(jiān)測(cè)網(wǎng)關(guān)、控制網(wǎng)關(guān)、用于對(duì)發(fā)掘遺址的氣象及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、用于發(fā)出各種指令的控制系統(tǒng)以及用于探測(cè)發(fā)掘數(shù)據(jù)的探測(cè)系統(tǒng)；所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及探測(cè)系統(tǒng)分別通過監(jiān)測(cè)網(wǎng)關(guān)接入物聯(lián)網(wǎng)；所述控制系統(tǒng)通過控制網(wǎng)關(guān)接入物聯(lián)網(wǎng)；所述監(jiān)測(cè)網(wǎng)關(guān)與控制網(wǎng)關(guān)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控平臺(tái)，其特征在于所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括氣象監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)以及環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)；所述氣象監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)包括氣象傳感器組以及與氣象傳感器組無線通信方式相連接的氣象中繼節(jié)點(diǎn)；所述環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)包括環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器組以及與環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器組相連的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)中繼節(jié)點(diǎn)；所述氣象中繼節(jié)點(diǎn)與環(huán)境監(jiān)測(cè)中繼節(jié)點(diǎn)分別以多跳的方式相互協(xié)作將數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)測(cè)網(wǎng)關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控平臺(tái)，其特征在于所述氣象傳感器組包括光照強(qiáng)度傳感器、紫外線強(qiáng)度傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、 雨量傳感器、溫濕度傳感器以及氣壓傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控平臺(tái)，其特征在于所述現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器組包括溫濕度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤含水量傳感器、 二氧化碳傳感器、二氧化硫傳感器以及有機(jī)揮發(fā)物傳感器；所述現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器組與現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)中繼節(jié)點(diǎn)通過星狀、環(huán)狀等網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4或5所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控平臺(tái)，其特征在于所述探測(cè)系統(tǒng)包括探測(cè)機(jī)器人以及與探測(cè)機(jī)器人相連的探測(cè)中繼節(jié)點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控平臺(tái)，該基于物聯(lián)網(wǎng)的考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控平臺(tái)包括考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)以及分別與考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)相連的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和本地?cái)?shù)據(jù)庫服務(wù)器。本發(fā)明提供了一種布線方式簡單、工作量小、部署成本低、適應(yīng)能力強(qiáng)以及移動(dòng)設(shè)備獲取數(shù)據(jù)容易的基于物聯(lián)網(wǎng)的考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控平臺(tái)。
文檔編號(hào)H04L29/08GK102497413SQ201110406618
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者宋濤, 林樹筍, 祁浩, 鄧宏, 鄭玉東 申請(qǐng)人:西安元智系統(tǒng)技術(shù)有限責(zé)任公司