基于物联网的紫外线远程监测技术研究

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1、基于物联网的紫外线远程监测技术研究　　摘要：文中设计选择韩国UVM-30A紫外线传感器，通过ZigBee自组网技术实现紫外线数据在局域网的传播。通过比较蚁群-粒子群优化群智能结合的路由算法与AODVjr算法和Cluster-Tree路由算法，使得紫外线采集数据能选择最优路由路径传递，从而延长了系统的使用寿命。远程传输选择SIM800作为GPRS模块，GPRS模块实现数据的远程传输，并且在上位机的显示界面上实现数据的实时显示和存储。通过实验验证，蚁群-粒子群优化智能群算法的收敛时间更短，更具有普适性。　　关键词：物联网技术；紫外线传感器；

2、GPRS模块；远程传输　　中图分类号：TP802文献标识码：A文章编号：2095-1302（2016）11-00-03　　0引言　　物联网技术是一种新兴技术，已快速占领了诸多领域。物联网以无线传感器技术、计算机网络技术和嵌入式技术为基础发展而来[1]，未来可帮助人类解决更多的问题，更好地为人类服务。国际电信联盟在2005年的世界互联网发展年度报告中提出《物联网》，报告详细地介绍了物联网的定义并给出美国等一些国家物联网案例的研究和发展战略。2009年，美国IBM公司提出了“智慧地球”的目标，同时中国也提出了“感知中国”6战略。预计到203

3、5年，中国的无线传感器网络终端将达到千亿个，而到2050年，传感器将占据人们的生活。而这就是物联网中智能设备的规模效应。　　随着网络的发展，传感器的普遍应用以及移动通信和卫星定位技术等日益完善、相互结合，极大地促进了物联网的蓬勃发展。物联网有狭义和广义之分，狭义的定义是将海量电子设备与互联网进行互联的大规模虚拟网络接入技术；而广义则是无所不含的信息服务。物联网的核心和本质是互联网，是物与物相连，同时还应用了识别技术、传感器技术和无线传输技术等，物联网还包括物与物之间的介质、信息共享和智能感知[2，3]。物联网的蓬勃发展带来了一次新的产业

4、变革。无线网络、传感器网络、GPRS网络等内容也包含在物联网内。现有的对于物联网的研究和实际应用已经改变了人们的生活。　　在紫外线的“日盲区”，由于军事攻击目标的紫外线辐射强于太阳的紫外线辐射，因此目标很容易暴露，可将该基于物联网的紫外线远程监测技术用于战术导弹的预警[4，65]。由于西藏大学环境物理研究所的太阳紫外线观测站在日喀则，而目前采取的紫外线数据采集方法是把紫外线接收器放到要监测的区域，定期去当地采集紫外线传感器接收的数据，把数据从接收器中下载到电脑上。这样不仅消耗了大量的人力物力，还不能实时监测紫外线数据，尤其在监测过程中无

5、法及时得知仪器的损坏情况。对于以上问题，本文提出了基于物联网技术的紫外线数据远程传输系统，该系统使用紫外线传感器来接收紫外线数据，然后通过ZigBee自组网方式将数据传递到ZigBee协调器，再通过ZigBee协调器的GPRS模块传递到上位机，在上位机上能时刻监测到紫外线的动态，并且有助于研究所对数据进行分析。这样既能够减少紫外线数据采集所需的人力和物力，还能实时监测紫外线的动态。本文的重点在于数据的采集、传输与存储以及在ZigBee自组网中路由最优路径的选择算法比较。　　1传统路由寻优算法　　1.1AODVjr路由算法　　AODV是一

6、种按需路由协议。当一个节点要传递信息到目的节点时，如果没有到达目的节点的路由，则必须先以多播的形式发出RREQ（路由请求）报文，RREQ报文中记录着发起点和目的节点的网络层地址，距离近的节点收到路由请求后先判断自己是否为目的节点，若是则停止传输，并且发送一个路由回应；若不是，则在路由表中查找目的地址。如果有，则单播回复到源节点，否则继续发送路由请求。无线自组网按需平面距离矢量路由协议（AdHocOn-DemandDistanceVectorRouting，AODV）是应用于无线网状网络（也称作无线Mesh网络）中进行路由选择的路由协议，

7、它能够实现单播和多播路由。AODV协议是AdHoc网络中按需生成路由方式的典型协议，它是反应式路由协议，当先发送数据包到目的节点时，源节点开始在网络中查找目的节点路由。相反的，一般的因特网都是先验式的，并不依赖于路径上的节点发包，而是通过每个节点的路由表来查找路由路径。节点间不断交换路由信息使得对于自身的路由表能及时更新，可与网络拓扑变化一致，也能在路由路径寻优时很好的进行寻址。通过协议的名称我们能很直观的了解到，无线自组网按需平面距离矢量路由协议是一种平面距离矢量路由协议。6　　在AODV协议中，只有需求建立连接时才能激活处于静态的网

8、络，使其运作起来。需要建立连接时，网络节点会发送一个连接请求，紧邻的其它AODV节点转发请求信息，同时在自己的路由表中记录源节点和回到源节点的临时路由。当连接请求的节点发现目的节点的路由时，这个路由信息就会