趙芳云，張明富

（貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 信息工程學(xué)院，貴州　畢節(jié) 551700）

基于嵌入式的海洋運(yùn)輸環(huán)境數(shù)據(jù)采集與動態(tài)監(jiān)控節(jié)點設(shè)計

趙芳云，張明富

（貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 信息工程學(xué)院，貴州畢節(jié) 551700）

為保障海上船舶運(yùn)輸數(shù)據(jù)的有效采集和監(jiān)控，需要對海上船舶運(yùn)輸數(shù)據(jù)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。采用當(dāng)前算法進(jìn)行監(jiān)控時，存在監(jiān)測范圍小、成本高、功耗高、實時性低等問題。為此，提出一種低功耗適用于海洋運(yùn)輸環(huán)境的物聯(lián)網(wǎng)動態(tài)監(jiān)控的節(jié)點設(shè)計方案。該方案先定義基于物聯(lián)網(wǎng)的海上船舶運(yùn)輸環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)模型，將此系統(tǒng)模型分為無線傳感網(wǎng)絡(luò)、匯聚節(jié)點和監(jiān)控中心，在此基礎(chǔ)上對傳感器節(jié)點、匯聚節(jié)點以及監(jiān)控中心的硬件均進(jìn)行設(shè)計，并給出基于 ZigBee 技術(shù)的無線傳感器組網(wǎng)過程，設(shè)計出基于物聯(lián)網(wǎng)的海上船舶運(yùn)輸環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)。實驗結(jié)果表明，該方法能夠?qū)Ｑ蟓h(huán)境信息進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和動態(tài)監(jiān)控，具有低成本、功耗低和丟包率低等方面的優(yōu)點，具有可行性。

物聯(lián)網(wǎng)；數(shù)據(jù)采集；動態(tài)監(jiān)控；節(jié)點設(shè)計

0　引　言

近年來，隨著世界貿(mào)易量不斷增加，海上船舶運(yùn)輸日益發(fā)達(dá)，海上物流密度、客戶源數(shù)量、客戶需求、業(yè)務(wù)領(lǐng)域范圍和業(yè)務(wù)復(fù)雜程度在不斷擴(kuò)大，這對物流管理信息平臺的建設(shè)提出了新的要求［1］。如何適當(dāng)?shù)亻_發(fā)海上運(yùn)輸業(yè)成為各國急需解決的重點問題［2］。運(yùn)行高效的海上運(yùn)輸環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，對獲取海上船舶運(yùn)輸數(shù)據(jù)信息（例如海上溫度、海上氣象﹑航船噪聲、航船進(jìn)出狀況等動態(tài)信息）有著重要的作用［3］。高效的海上運(yùn)輸環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是實現(xiàn)海上運(yùn)輸環(huán)境數(shù)據(jù)采集的先決條件。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是采用傳感網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)物物連接與信息傳遞的技術(shù)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及組網(wǎng)形式非常適用于海上運(yùn)輸環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，通過傳感器采集各船舶動態(tài)運(yùn)輸與航行參數(shù)，實現(xiàn)海上船舶運(yùn)輸數(shù)據(jù)的采集和云存儲需求［4］。對此進(jìn)行更深程度的研究與實踐，是目前該領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者所高度關(guān)注的課題［5］。

物聯(lián)網(wǎng)云計算技術(shù)，不僅可以實現(xiàn)海洋環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計［6］，同時物聯(lián)網(wǎng)云計算技術(shù)對實現(xiàn)海上船舶和港口運(yùn)輸、調(diào)度、監(jiān)控等的管理。該方法將 ZigBee技術(shù)引入無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的海上環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中，并設(shè)計了 3 層無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸結(jié)構(gòu)，將 TI 公司的CC2530 設(shè)置為主要處理器芯片，應(yīng)用于傳感器終端節(jié)點上，最終在上位機(jī)和移動終端上實現(xiàn)了海上運(yùn)輸環(huán)境與狀態(tài)的監(jiān)控。以及基于物聯(lián)網(wǎng)的海洋污水監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計研究［7］。該方法采用無線網(wǎng)絡(luò)傳輸特性，將海上船舶動態(tài)運(yùn)輸狀況傳送到監(jiān)控中心。利用物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)應(yīng)用層技術(shù)，提出了傳感器節(jié)點的監(jiān)測理念，由此制定了監(jiān)控軟件的設(shè)計體制。黃斌文［8］提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的海上氣象傳輸系統(tǒng)，利用無線傳感器與傳感網(wǎng)絡(luò)（WSN）實現(xiàn)對海上氣象的變化速度、氣溫與穩(wěn)定性等參數(shù)進(jìn)行檢測，依據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對海上氣象實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，將海上氣象情況傳輸給用戶。根據(jù)用戶需求對水質(zhì)等的控制設(shè)備進(jìn)行調(diào)控。一些監(jiān)控方法應(yīng)用于大范圍海洋數(shù)據(jù)采集時，都不同程度的存在監(jiān)測范圍小、成本高、功耗高等方面的缺陷［9-10］。

針對這些方法存在的缺陷，本文提出一種低功耗低速率的適用于海上運(yùn)輸環(huán)境的物聯(lián)網(wǎng)動態(tài)監(jiān)控節(jié)點設(shè)計方案。實驗結(jié)果表明，該方法能夠?qū)Ｉ线\(yùn)輸環(huán)境信息進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和動態(tài)監(jiān)控。該監(jiān)控方法具有低成本、低功耗和可置信度高的優(yōu)點，具有可行性。

1　基于物聯(lián)網(wǎng)的海上船舶運(yùn)輸數(shù)據(jù)采集與動態(tài)

監(jiān)控節(jié)點設(shè)計

首先定義了基于物聯(lián)網(wǎng)的海上船舶運(yùn)輸數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)模型，將此模型劃分成 3個模塊，在此基礎(chǔ)上對3個硬件進(jìn)行設(shè)計，給出利用 ZigBee 技術(shù)進(jìn)行無線傳感器組網(wǎng)過程，設(shè)計出了基于物聯(lián)網(wǎng)的海上船舶運(yùn)輸數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)。

1.1基于物聯(lián)網(wǎng)的海上船舶運(yùn)輸數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

基于物聯(lián)網(wǎng)的海上船舶運(yùn)輸數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)模型即海上船舶運(yùn)輸環(huán)境監(jiān)測區(qū)域的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，由所處海上船舶運(yùn)輸環(huán)境監(jiān)測區(qū)域的一組低能耗、低成本、擁有數(shù)據(jù)（海上溫度、海上氣象﹑航船噪聲、航船進(jìn)出狀況等動態(tài)信息）獲取、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)發(fā)送的傳感器節(jié)點利用自組織的形式構(gòu)成。依據(jù)節(jié)點之間的合作，周期性的將獲取的海上船舶運(yùn)輸數(shù)據(jù)信息傳送至匯聚節(jié)點，利用匯聚節(jié)點將外部網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至上位機(jī)控制中心，由此對海上船舶運(yùn)輸監(jiān)控區(qū)域的數(shù)據(jù)實現(xiàn)獲取、收發(fā)以及控制等。

1.2監(jiān)測節(jié)點的硬件設(shè)計與實現(xiàn)

1.2.1傳感節(jié)點硬件設(shè)計需求分析

圖1所示的基于物聯(lián)網(wǎng)的海上船舶運(yùn)輸數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)模型中，節(jié)點主要可分成傳感器節(jié)點和匯聚節(jié)點以及監(jiān)控節(jié)點。傳感器節(jié)點對獲取的海上船舶運(yùn)輸數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理分析，實現(xiàn)融合，依據(jù)多跳路由傳送至匯聚節(jié)點；匯聚節(jié)點接收上位機(jī)的控制指令實現(xiàn)對應(yīng)的查詢及控制工作。傳感器節(jié)點一般由飛機(jī)分撒節(jié)點至海上檢測區(qū)域，但因節(jié)點依據(jù)電池供電，易存在能量供應(yīng)困難、出現(xiàn)故障等問題。因此節(jié)點必須滿足以下要求：

圖1　基于物聯(lián)網(wǎng)的海上船舶運(yùn)輸數(shù)據(jù)動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)Fig. 1　Things maritime shipping data based on dynamic monitoring system

1）低成本。因傳感器節(jié)點一般需要大量地分撒至海上船舶運(yùn)輸檢測區(qū)域，因此，應(yīng)將設(shè)計的節(jié)點成本降到最低。

2）功耗低。因傳感器節(jié)點一般工作地區(qū)處于野外環(huán)境較為惡劣的地區(qū)，利用電池供電，當(dāng)電池沒電時，節(jié)點的能耗耗盡將不能正常工作，因此，為將網(wǎng)絡(luò)生命周期最大化，對節(jié)點的設(shè)計應(yīng)實現(xiàn)低功耗的要求。

3）擴(kuò)展性。因海上船舶運(yùn)輸環(huán)境中傳感器的節(jié)點會依據(jù)運(yùn)輸環(huán)境檢測需求的變化而變化，需要增添新的傳感器模塊或是其他功能模塊，為此，對節(jié)點的設(shè)計應(yīng)具有擴(kuò)展性強(qiáng)的優(yōu)勢。

省城畢竟是一個更大的舞臺，隨著教育體制的改革和得心應(yīng)手的工作，妹妹展示了自己的才能和經(jīng)驗，才有了妹妹先后供職省城3所重點中學(xué)的經(jīng)歷。

1.2.2無線微控制模塊硬件設(shè)計

JN5121 是 Jennic 公司研發(fā)的具有低功耗、低成本且與 ZigBee 協(xié)議能夠兼容的無線微控制器。JN5121 芯片工作電壓在 1.8 V∶3.6 V 區(qū)間，待機(jī)電流設(shè)定為0.8 μA。將無線微控制模塊硬件電路圖如圖2所示。

無線通信模塊利用 Chipcon 公司研發(fā)的滿足IEEE802.15.4 基于物聯(lián)網(wǎng)的海上船舶運(yùn)輸環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)模塊無線通信技術(shù)的RF射頻芯片 CC2420，實際工作頻率區(qū)間為2.5 GHz：2.7 GHz。其一芯片（CC2420）同另一芯片（MSP430F161）間依據(jù) 5 線的 SPI 總線實現(xiàn)連接，無線通信模塊的電路圖如圖3所示。

圖2　無線微控制模塊硬件電路圖Fig. 2　Wireless micro control module hardware circuit diagram

圖3　無線通信模塊電路圖Fig. 3　Wireless communication module circuit diagram

傳感器模塊是節(jié)點實現(xiàn)海上船舶運(yùn)輸環(huán)境中的數(shù)據(jù)采集的功能模塊，一般由感知電路以及信號電路構(gòu)成。通過感知電路進(jìn)行海上船舶運(yùn)輸環(huán)境中數(shù)據(jù)的采集，分別對供電端、A/D 取樣范例電壓以及模擬信號濾波實現(xiàn)設(shè)計。

1.2.3匯聚節(jié)點硬件設(shè)計

匯聚節(jié)點利用先進(jìn) ARM9 系列的微處理器S3C2410 作為核心控制部分，具有 16 kB 指令 Cache 以及 16 kB 的數(shù)據(jù) Cache，具備 4 路 UART。利用嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行控制，節(jié)點設(shè)計融合了 32位的 S3C2410 處理器，利用無線端口進(jìn)行與傳感器節(jié)點之間的傳輸。如圖4所示。

圖4　匯聚節(jié)點硬件結(jié)構(gòu)圖Fig. 4　Node hardware structure diagram

無線通信模塊利用與傳感器節(jié)點相同的策略，利用 Chipcon 公司研發(fā)的可實現(xiàn) IEEE802 無線通信技術(shù)的射頻芯片 CC2420。

1.3海洋監(jiān)測中物聯(lián)網(wǎng) ZigBee 組網(wǎng)技術(shù)的設(shè)計

將整個基于物聯(lián)網(wǎng)的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)模塊節(jié)點依據(jù)節(jié)點自身資源及功能分成 RN+，RN-及RFD 三種類型。RN+ 代表節(jié)點的存儲空間較為充足，且擁有 AODVjr 無線路由功能；RN-代表節(jié)點的存儲空間較小，且不具有路由功能；數(shù)據(jù)傳輸至能利用Cluster-Tree 算法，RN+、RN-均具備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，但 RFD 不具備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)能力，需要靠所屬節(jié)點來完成。將其與節(jié)點的路由尋址功能相結(jié)合，由此提升整體節(jié)點內(nèi)部數(shù)據(jù)信息傳送的效率。

ZigBee 通信網(wǎng)絡(luò)因自身具備地址分發(fā)功能，將其與海洋監(jiān)控系統(tǒng)中傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的實際行為結(jié)合，將其代入海洋監(jiān)控系統(tǒng)模型傳感網(wǎng)絡(luò) Cm、Rm、Lm的 3個參數(shù)中。其中 Cm代表整個物聯(lián)網(wǎng)體系的海上運(yùn)輸環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)最大區(qū)分的子節(jié)點數(shù)。Rm代表整個系統(tǒng)中能夠有效存在的路由器數(shù)量；Lm代表網(wǎng)絡(luò)深度。

如若因監(jiān)控系統(tǒng)勘測的擴(kuò)展，引入新的節(jié)點Node（n），其所屬節(jié)點為Node（k），與此同時，設(shè)定海上運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)分撥給節(jié)點 Node（k） 的地址是Ak，將此節(jié)點在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的層次深度表示為Depthk，此時域節(jié)點 Node（n）的地址為An，對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)層次為Depthn，即 Depthn=Depthk+ 1。

ZigBee 通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖5所示。

由圖5可知，ZigBee 通信網(wǎng)絡(luò)展現(xiàn)樹狀結(jié)構(gòu)，為更好地表述此結(jié)構(gòu)，對 Cm'、Rm'、Lm' 3個參數(shù)進(jìn)行定義，其中，Cm' 代表此結(jié)構(gòu)中各個層能夠存在的節(jié)點數(shù)目；Rm' 代表此結(jié)構(gòu)中各個層最大的路由數(shù)；Lm' 代表此結(jié)構(gòu)中的層數(shù)。對于圖5所示的所處第 d 層的節(jié)點，其上層所述節(jié)點的地址分配協(xié)議如下：

網(wǎng)絡(luò)深度為Lm' 的路由節(jié)點在整個海上運(yùn)輸環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中可以分配的地址塊的大小表示為：

圖5　ZigBee 通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖Fig. 5　ZigBee communication network structure

式（2）代表如果是路由器。

式（3）代表如果是終端。

對通信能耗進(jìn)行分析，代入一個距離閾值 d0，發(fā)出端節(jié)點與接收端節(jié)點的距離較 d0小時，發(fā)出端發(fā)送船舶運(yùn)輸環(huán)境數(shù)據(jù)的能量消耗與距離的平方呈反比?？烧f明發(fā)出端節(jié)點與接收端的節(jié)點不唯一，利用不同的消耗模型對傳輸海洋數(shù)據(jù)所需代價能量進(jìn)行計算，如下所示：

設(shè)定其一節(jié)點 x 向距離 d 外的另一個節(jié)點 y 傳送 k Byte數(shù)據(jù)，將無線傳送裝置的耗能表示為：

節(jié)點 y 接收 x 傳送的數(shù)據(jù)，將其無線接收裝置的耗能表示為：

式中：Eelec為無線收發(fā)電路進(jìn)行接收與發(fā)出工作所消耗的能量；Eamp放大器消耗的能量，發(fā)送節(jié)點同接收節(jié)點之間的距離的大小以及能夠接收的位置錯誤率決定 Eamp的大小。

1.4ZigBee 協(xié)議軟件流程

上述給出了基于物聯(lián)網(wǎng)的海上船舶運(yùn)輸環(huán)境數(shù)據(jù)采集與動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點通信的ZigBee 網(wǎng)絡(luò)的研究過程，以下給出 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)的軟件流程。

1.4.1傳感器節(jié)點軟件設(shè)計

在整個海上船舶運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)中，傳感器節(jié)點實質(zhì)就是周期性地獲取海上環(huán)境中的各類信息，將其傳送給匯聚節(jié)點，與此同時接收由匯聚節(jié)點發(fā)出的控制指令，傳感器節(jié)點接收指令。接下來開始獲取海洋環(huán)境中的各種數(shù)據(jù)信息，將其傳送給匯聚節(jié)點。節(jié)點在獲取完數(shù)據(jù)信息后將其傳送至匯聚節(jié)點后，進(jìn)入低耗能模式，一直保持低耗能狀態(tài)，直至下一個工作周期到來，或是收到匯聚節(jié)點的蘇醒控制指令，如圖6所示。

圖6　傳感器節(jié)點軟件流程圖Fig. 6　Sensor node software flow chart

1.4.2匯聚節(jié)點軟件設(shè)計

匯聚節(jié)點的軟件過程主要工作是構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，對節(jié)點發(fā)出的入網(wǎng)請求實現(xiàn)處理，修護(hù)網(wǎng)絡(luò)路由信息以及閑置信道結(jié)構(gòu)；將收到傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)信息發(fā)送請求時，對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集并傳送至上位機(jī)。轉(zhuǎn)發(fā)由上位機(jī)傳送的控制指令。匯聚節(jié)點軟件流程如圖7所示。

2　實驗結(jié)果與分析

將某海域的部分船舶作為實驗?zāi)繕?biāo)，對本文提出的方法實現(xiàn)了測試，對某海域船舶運(yùn)輸環(huán)境參數(shù)如海上溫度、海上氣象、艦船噪聲以及港口船舶進(jìn)出：巷口、貨物性質(zhì)等進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控，將設(shè)計好的節(jié)點部署在監(jiān)控船舶上，傳感器節(jié)點的總數(shù)設(shè)定為20個，節(jié)點類型為溫度傳感器、風(fēng)力傳感器、溫度傳感器、艦船載重傳感器、貨物安全傳感器等，匯聚節(jié)點布置在海上船舶運(yùn)輸環(huán)境監(jiān)控中心，以下主要從節(jié)點數(shù)據(jù)測量精準(zhǔn)度、節(jié)點功耗以及節(jié)點成本等方面實現(xiàn)分析。將節(jié)點成本高低通過丟包率進(jìn)行表示，以海上氣象（如溫度）數(shù)據(jù)采集為例，將上位機(jī)接收的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)實現(xiàn)處理分析，與實際測量的海洋環(huán)境溫度值進(jìn)行對比，對比結(jié)果如 8 所示。

圖7　匯聚節(jié)點軟件流程圖Fig. 7　Node software flow chart

圖8　采集海洋環(huán)境溫度與實際海洋環(huán)境溫度對比圖Fig. 8　Collected sea temperature and the actual ocean temperature contrast figure

由圖8可知，本文方法設(shè)計的節(jié)點采集的海洋環(huán)境溫度值與實際計算海洋環(huán)境溫度平均值誤差較小，且感知精準(zhǔn)度較高。

當(dāng)基于物聯(lián)網(wǎng)的海上船舶運(yùn)輸環(huán)境數(shù)據(jù)采集與動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行 2 h后，匯聚節(jié)點近鄰的節(jié)點不但要獲取海上船舶運(yùn)輸環(huán)境數(shù)據(jù)，還要擔(dān)當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的多條路由節(jié)點進(jìn)行海上船舶運(yùn)輸環(huán)境數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)，因此該節(jié)點的功耗較大。節(jié)點的功耗同轉(zhuǎn)發(fā)海上船舶運(yùn)輸環(huán)境數(shù)據(jù)包之間的對應(yīng)關(guān)系如圖9所示。

圖9　節(jié)點的功耗同轉(zhuǎn)發(fā)海上洋數(shù)據(jù)包之間的對應(yīng)關(guān)系Fig. 9　Node power consumption with the corresponding relation between marine packet forwarding

海洋運(yùn)輸環(huán)境數(shù)據(jù)采集與動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行一段時間后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析，計算網(wǎng)絡(luò)中 5種傳感器節(jié)點產(chǎn)生的海洋運(yùn)輸環(huán)境數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)包以及匯聚節(jié)點接收到的平均運(yùn)輸環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，決策數(shù)據(jù)節(jié)點的丟包率，如表1所示。

表1　網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包丟包率匯總Tab. 1　Summary network packets lost package rate

分析表1可知，節(jié)點最大丟包率為3.76%，整個網(wǎng)絡(luò)平均丟包率僅為2.07%，表明節(jié)點具備數(shù)據(jù)丟包率低的特點。由此證明本文設(shè)計的海洋運(yùn)輸環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)傳感器節(jié)點既能夠高精準(zhǔn)度的獲取海洋運(yùn)輸環(huán)境數(shù)據(jù)信息，并且實現(xiàn)了采集海洋運(yùn)輸環(huán)境數(shù)據(jù)的實時性、置信性的要求。

3　結(jié)　語

傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測方法具有監(jiān)測范圍小，實時性低等方面的缺陷，本文提出了一種低功耗的適用于海上船舶運(yùn)輸環(huán)境的物聯(lián)網(wǎng)實時監(jiān)控節(jié)點設(shè)計方案，對正常獲取的海上船舶運(yùn)輸環(huán)境數(shù)據(jù)節(jié)點以及匯聚節(jié)點實現(xiàn)了軟硬件設(shè)計。實驗結(jié)果表明，本文所提出的節(jié)點設(shè)計方案具備感知海上船舶運(yùn)輸環(huán)境數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度高、功耗低、數(shù)據(jù)丟包率低等多方面的優(yōu)點。

［1］杜還. 中國海域遠(yuǎn)洋船舶壓載水分布特征與防控技術(shù)研究［D］. 大連： 大連海事大學(xué)， 2015.

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Ddata acquisition and dynamic monitoring node design of marine transportation environment based embedded

ZHAO Fang-yun， ZHANG Ming-fu
（Guizhou University of Engineering Science， School of Information Engineering， Bijie 551700， China）

In order to protect maritime shipping data collection and monitoring effective， The need for maritime shipping data environment monitoring system design. When using the current method to monitor the presence of a small monitoring range， high cost， high power consumption， real-time and low. This paper presents a low-power application of dynamic monitoring network node design of the Maritime shipping environment was. The program first defines the marine data model based monitoring system of things， this model is divided into wireless sensor network sink node and monitoring center， on the basis of the sensor nodes， aggregation nodes， and hardware monitoring center were carried out designed， and wireless sensor networks based on ZigBee technology process designed based on things marine data monitoring system. Experimental results show that the method of the maritime shipping environment information data acquisition and dynamic monitoring，has the advantage of low cost， low power consumption and low packet loss， etc， is feasible.

things；data collection；dynamic monitoring；node design

TP391.44

A

1672-7619（2016）09-0130-06

10.3404/j.issn.1672-7619.2016.09.027

2016-06-17

貴州省科學(xué)技術(shù)基金資助項目（黔科合LH字［2014］7536號）；西南大學(xué)基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項資金資助項目（XDJK2014C109）

趙芳云（1975-），女，副教授，研究方向為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與嵌入式系統(tǒng)。