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【摘要】近年来,虽然出现了高速率、存储容量大的地磁数据采集仪,但是存在着通信方式单一、组网功能缺失或不健全等问题。物联网通信技术的应用能够促进地磁监测中的智能监测水平。基于此,笔者结合自身工作实际提出并实现了基于物联网通信技术的网状分布式地磁数据监测方法,希望能通过物联网通信技术的使用提高了地磁监测的实时性,抗干扰性和可扩展性,为接下来在本领域的研究者提供参考。
【关键词】物联网;地磁监测;应用
随着经济的不断发展,科学技术日益发达,信息化在中国得到蓬勃的发展。物联网技术这一背景中不断创新和拓展,但是,目前的物联网通信技术在地磁监测中的应用还不能完全满足人们的需求,需要提升了设备智能监测水平,加大这方面的研究,以提高人们生活质量质。
一、物联网通信技术的涵义
物联网是继计算机、互联网和移动互联网被正式列为国家重点发展的战略性新兴产化之一。作为一种新型信息技术关键性组成部分的物联网,主要是结合通信技术(互联网、局部网络等)新形式联结物、人员、机器、控制器、传感器,从而做到联结物和物、物和人,最终网络的智能化、远程控制管理、信息化实现。物联网通信网络主要包括有线通信和无线通信,有线通信主要包括短距离有线通信(RS485、Modbus通信网、以及电力载波通信网)和长距离有线通信(TCP/IP通信网络、计算机网络、电信网络及电力通信);无线通信主要包括短距离无线通信(Zigbee通讯、红外数据传输、蓝牙、WIFI、RFID)和长距离无线通信。
二、地磁监测对通信技术的要求
1、通信距离较远,存在节点数多,数据的通讯量要求大。2、由于需要及时对现场的地磁数据进行及时采集,这就要求无线通信实时性强。另外由于部分监测地区环境复杂,地形多变,需要无线通信技术具有较高的可靠性和抗干扰性,这就要求无线通讯网络数据需要较高的采集节点。3、由于部分监测地区较为偏僻,供电电源配备不足,要求数据采集节点具备低功耗的通信网络特点。
三、物联网通信技术在地磁监测中的应用分析
3.1地磁监测终端系统具体功能的需求分析
地磁监测终端系统主要是为了采集各地的实时的地磁数据,通过地磁数据来研究前兆地磁异常与地震之间的相关性,基于上考虑,本监测终端需要具备一定的功能需求:对于地磁数据的采样精度和速率是研究前兆地磁异常与地震相关性的先决条件,这对于数据的真实可靠性要求极高。所以在地磁监测终端中的数据采集模块中的采样数率是地磁异常频率最高值的2倍多。系统的稳定性,地磁监测终端是一种特殊的设备,它对稳定性和处理速度的要求要比一般的系统的要高,因此,在物联网通信技术系统的设计和元器件的选型上要严格考虑该问题,要注重做好抗干扰措施。主要系统的可扩展性,传统的地磁监测系统,一般没有注重考虑兼容性问题,在模块的增加或者减少时,直接影响到系统的性能。而在本次物联网通信技术系统应用过程中,主要加强对地磁监测其特殊性的考虑,根据不同的现场需求采用更加灵活的通信方式。便捷的可移动性,由于地磁采集的特点需要,要求根据实际情况进行节点的安装和调整,填地磁监测终端的灵活的移动能力。
3.2物联网通信技术在监测终端系统总体架构应用
监测终端系统由微控制器系统、地磁采集模块,Wifi通信模块、GSM/GPRS通信模块、太网模块等模块组成。主要以微控制器模块为核心,以物联网的通信技术为纽带,获得采集模块的数据,同时将采集到的数据发送云服务器,同时在智能设备终端可查看采集到的数据及分析出来的结果。在通信网络上,依靠其特有的互联型接口,系统的以太网、Wifi和GSM/GPRS等通信方式大大提高了数据传输的实时性、可靠性和灵活性;在数据处理上,STM32F107是32位位宽和高达72MHz的频率可以处理大量的数据和复杂的算法;在软件更新上,ST芯片有ISP、SED和JTAG接口可方便迅速更新程序W及在软件开发阶段在线调试,大大节省了开发时间,甚至可通过IAP技术可以对本监测终端系统实现远程升级。
四、总结
物联网技术的持续创新与发展使得人们的生活也发生了一系列的改变。本文主要分析应用在地磁监测终端的相关物联网通信方式及地磁数据的采集,加深了对物联网技术以及震磁相关知识的掌握与理解,为我后的科研工作提供了宝贵的经验。希望在国家政府的积极推动下,加大物联网的研究力度,以确保物联网技术可以在未来更加稳定而快速的发展。
参考文献
[1]彭洪.地震磁异常信号监测平台的设计与研究.昆明理工大学,2015.
[2]王刘非.基于地磁异常检测的地震预警系统设计.合肥工业大学,2012.
[3]刘爱军.物联网技术现状及应用前景展望[J].物联网技术,2012.1.
作者:谢赣乐 单位:公诚管理咨询有限公司第四分公司