基于物联网曹妃甸湿地监测预警系统研究

王建华 龚瑞昆

华北理工大学电气工程学院 河北唐山 063000

位于曹妃甸区的曹妃甸湿地总面积约540平方公里，湿地内的野生动植物种类达1200余种，因此曹妃甸湿地被国际湿地组织誉为开发潜力巨大且不可多得的湿地保护区[1]。

基于物联网的曹妃甸湿地监测系统在多种领域都有广泛应用，并且随着ZigBee技术、GPRS技术、云计算技术的发展，使得传统数据监测系统中存在的线路部署复杂、运行效率低下、覆盖范围窄等问题得以解决[2]。本文针对曹妃甸湿地生态环境中智能监测系统缺乏的问题，研究设计了基于ZigBee与GPRS的曹妃甸湿地监测系统，通过GPRS网络来弥补ZigBee传输距离短的缺点，实现远近数据通信，并基于ZigBee技术效率高、安全性高等特点进行网络通信自组，显著提高系统的实用性与可靠性，实现对温湿度、光照强度、酸碱性、视频监控等数据的有效采集与传输，满足湿地保护需求。

1 系统整体结构与硬件设计

1.1 系统整体构建

曹妃甸湿地监测系统基于新型无线技术ZigBee以及GPRS无线业务，监测系统的组成主要包括数据节点模块、通信模块以及云中心。

数据采集模块将曹妃甸湿地的温度、湿度、水质酸碱性、光照强度等数据进行采集，遵循ZigBee协议将汇集的节点数据传送至网关。系统网关接收到来自应用端的指令后，将其下达至ZigBee数据采集模块，同时又将数据采集模块返回的环境参数打包处理后经由GPRS传送至云中心，云中心构架了虚拟服务器与数据库，对数据进行处理后，操作人员可通过用户端对数据进行查看与分析，面向曹妃甸湿地环境监测数据的用户端能够实现对数据的监测、查询、异常报警等功能[3]。……