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高分辨力城市小氣候感知網(wǎng)絡(luò)搭建方法
【專利摘要】本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)城市小氣候高分辨力監(jiān)測(cè)而搭建感知網(wǎng)絡(luò)的一種搭建方法。其中主要包括監(jiān)測(cè)單元模塊、Zigbee無線通信模塊、GPRS模塊、數(shù)據(jù)采集中心、太陽(yáng)能供電模塊。所述的監(jiān)測(cè)單元模塊主要實(shí)現(xiàn)城市小氣候環(huán)境信息的數(shù)據(jù)采集功能；所述的Zigbee無線通信模塊通過自組網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測(cè)單元模塊獲取的城市小氣候環(huán)境信息發(fā)送給GPRS模塊；所述的GPRS模塊將所接受到的Zigbee傳輸數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)采集中心；所述的數(shù)據(jù)采集中心將接收到的通過GPRS模塊傳輸回來的城市小氣候數(shù)據(jù)；所述的太陽(yáng)能供電模塊主要包括太陽(yáng)能板和蓄電池組成的蓄電單元，主要為Zigbee無線通信模塊和GPRS模塊提供電源。本方法對(duì)城市小氣候的時(shí)空發(fā)育過程及影響機(jī)理研究具有一定的促進(jìn)意義和推廣前景。
【專利說明】高分辨力城市小氣候感知網(wǎng)絡(luò)搭建方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，特別是一種基于Zigbee&GPRS的多級(jí)無線環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。
【背景技術(shù)】
[0002]城市小氣候是指城市近地面大氣小范圍內(nèi)的氣候，隨著我國(guó)城市化水平的推進(jìn)，城市地形和下墊面性質(zhì)日益破碎化和多元化，極大地改變了局地小氣候的時(shí)空格局。上世紀(jì)七十年代以來，快速城市化導(dǎo)致我國(guó)城市規(guī)模劇增、建筑密度加大且高度提升，城市開放空間及公共綠地不斷減少，這種城市格局的改變產(chǎn)生了有別于郊區(qū)的破碎化和多元化的城市小氣候。良好的小氣候品質(zhì)，不僅可以提高城市居民室內(nèi)和戶外的舒適感，降低建筑物在冬季取暖和夏季降溫所需的能耗，還可以及時(shí)的緩釋城市下墊面附近因汽車尾氣等所造成的大氣污染和城市熱島效應(yīng)。因此，通過高分辨率監(jiān)測(cè)及研究城市小氣候的時(shí)空分布特征及發(fā)育機(jī)理對(duì)研究和解決各種城市大氣污染、城市建筑能耗、城市熱島效應(yīng)、城市舒適度等環(huán)境問題具有重要的參考價(jià)值。
[0003]但是，目前城市小氣候研究中，數(shù)據(jù)來源主要靠人工觀測(cè)和自動(dòng)氣象站監(jiān)測(cè)，這種低分辨率的城市小氣候監(jiān)測(cè)難以滿足對(duì)日愈破碎化和多元化的城市小氣候格局研究的實(shí)際需求，主要原因是目前城市小氣候監(jiān)測(cè)設(shè)備成本，功耗及維護(hù)成本高。以低功耗、低成本、快速高效的獲取高分辨率的城市小氣時(shí)空格局特征對(duì)城市環(huán)境的相關(guān)研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明采用Zigbee無線傳輸與GPRS傳輸相結(jié)合，搭建了多級(jí)的、自供電城市小氣候感知無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)低成本、低功耗、自供電、高分辨力的城市小氣候網(wǎng)絡(luò)化感知。
[0005]本發(fā)明包括城市小氣候監(jiān)測(cè)單元模塊、Zigbee無線通信模塊、GPRS模塊、數(shù)據(jù)采集中心、太陽(yáng)能供電模塊。
[0006]所述的城市小氣候監(jiān)測(cè)單元模塊主要實(shí)現(xiàn)城市小氣候環(huán)境信息的數(shù)據(jù)采集功能，主要采集空氣濕度、空氣溫度、風(fēng)速、氣壓等城市小氣候參數(shù)。
[0007]所述的Zigbee無線通信模塊與檢測(cè)單元模塊相連接，通過自組網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測(cè)單元模塊獲取的一定區(qū)域內(nèi)的城市小氣候環(huán)境信息發(fā)送給GPRS模塊。
[0008]所述的GPRS模塊將所接受到的Zigbee傳輸數(shù)據(jù)通過3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到數(shù)據(jù)采集中心。
[0009]所述的數(shù)據(jù)采集中心將接收到的通過GPRS模塊傳輸回來的城市小氣候數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)與管理，并以可視化的形式進(jìn)行展示。
[0010]所述的太陽(yáng)能供電模塊主要包括太陽(yáng)能板和蓄電池組成的蓄電單元，主要為Zigbee無線通信模塊和GPRS模塊提供電源。[0011]本發(fā)明是一種基于Zigbee和GPRS所構(gòu)建的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)所實(shí)現(xiàn)的低成本、低功耗、高分辨力城市小氣候感知網(wǎng)絡(luò)，其有益效果是:有效地解決了城市小氣候監(jiān)測(cè)費(fèi)事費(fèi)力的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、低成本、低功耗、高分辨力的城市小氣候感知。該網(wǎng)絡(luò)具有組網(wǎng)方便、低成本、低功耗等特點(diǎn)，在城市小氣候高分辨力解析研究中具有舉足輕重的使用價(jià)值和市場(chǎng)推廣前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的高分辨力城市小氣候感知網(wǎng)絡(luò)搭建示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加明白，下面結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處描述的具體實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0014]如圖1所示，本發(fā)明為高分辨力城市小氣候感知網(wǎng)絡(luò)，主要包括城市小氣候監(jiān)測(cè)單元模塊、Zigbee無線通信模塊、GPRS模塊、數(shù)據(jù)采集中心、太陽(yáng)能供電模塊。
[0015]所述的城市小氣候監(jiān)測(cè)單元模塊主要實(shí)現(xiàn)城市小氣候環(huán)境信息的數(shù)據(jù)采集功能，主要采集空氣濕度、空氣溫度、風(fēng)速、氣壓等城市小氣候參數(shù)。
[0016]所述的Zigbee無線通信模塊與檢測(cè)單元模塊相連接，通過自組網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測(cè)單元模塊獲取的一定區(qū)域內(nèi)的城市小氣候環(huán)境信息發(fā)送給GPRS模塊。
[0017]所述的GPRS模塊將所接受到的Zigbee傳輸數(shù)據(jù)通過3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到數(shù)據(jù)采集中心。
[0018]所述的數(shù)據(jù)采集中心將接收到的通過GPRS模塊傳輸回來的城市小氣候數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)與管理，并以可視化的形式進(jìn)行展示。
[0019]所述的太陽(yáng)能供電模塊主要包括太陽(yáng)能板和蓄電池組成的蓄電單元，主要為Zigbee無線通信模塊和GPRS模塊提供電源。
[0020]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍；如果不脫離本發(fā)明的精神和范圍，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)城市小氣候高分辨力監(jiān)測(cè)而搭建感知網(wǎng)絡(luò)的一種搭建方法，其特征在于，所述城市小氣候高分辨力監(jiān)測(cè)而搭建感知網(wǎng)絡(luò)搭建方法主要包括監(jiān)測(cè)單元模塊、Zigbee無線通信模塊、GPRS模塊、數(shù)據(jù)采集中心、太陽(yáng)能供電模塊。
2.如權(quán)利I所述的城市小氣候高分辨力監(jiān)測(cè)而搭建感知網(wǎng)絡(luò)搭建方法，其特征在于，所述的監(jiān)測(cè)單元模塊主要實(shí)現(xiàn)城市小氣候環(huán)境信息的數(shù)據(jù)采集功能。
3.如權(quán)利I所述的城市小氣候高分辨力監(jiān)測(cè)而搭建感知網(wǎng)絡(luò)搭建方法，其特征在于，所述的Zigbee無線通信模塊與檢測(cè)單元模塊相連接，通過自組網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測(cè)單元模塊獲取的一定區(qū)域內(nèi)的城市小氣候環(huán)境信息發(fā)送給GPRS模塊。
4.如權(quán)利I所述的城市小氣候高分辨力監(jiān)測(cè)而搭建感知網(wǎng)絡(luò)搭建方法，其特征在于，所述的GPRS模塊將所接受到的Zigbee傳輸數(shù)據(jù)通過3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到數(shù)據(jù)采集中心。
5.如權(quán)利I所述的 城市小氣候高分辨力監(jiān)測(cè)而搭建感知網(wǎng)絡(luò)搭建方法，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)采集中心將接收到的通過GPRS模塊傳輸回來的城市小氣候數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)與管理，并以可視化的形式進(jìn)行展示。
6.如權(quán)利I所述的城市小氣候高分辨力監(jiān)測(cè)而搭建感知網(wǎng)絡(luò)搭建方法，其特征在于，所述的太陽(yáng)能供電模塊主要包括太陽(yáng)能板和蓄電池組成的蓄電單元，主要為Zigbee無線通信模塊和GPRS模塊提供電源。
【文檔編號(hào)】G01W1/02GK103901506SQ201410121485
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】鄭拴寧, 蘇曉丹, 王豪偉, 李春明 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所