野外环境数据采集系统范文第1篇
摘 要：随着社会经济发展的速度逐渐加快，环境污染的问题也开始日益严重。海洋作为地球表面水资源的集中地点，其污染治理已经成为我国目前亟待解决的首要问题之一。海洋环境监测系统是海洋污染问题治理的基础条件，提高其监测质量对于海洋治理来讲具有非常重要的价值。而物联网技术已经开始应用于各个领域，成为促进各领域发展的重要手段。基于此，以下文章中筆者将就在海洋环境监测中如何应用物联网做出分析。
关键词：海洋环境监测;物联网技术;应用
改革开放以后的很长一段时间内，为了能够获取更大的经济效益，开拓脱贫致富的道路，各种工业开始飞速发展着，在推动社会经济发展的同时，也对自然资源大量的索取，生态环境遭到破坏[1]。近些年来，随着环保理念的提出，海洋环境的污染问题已经得到了高度重视，在物联网技术的应用下，不仅能够加强对海洋环境的保护，还能够帮助人们更加深入的了解海洋状况，从而更好的对海洋环境进行管理。
一、在海洋环境监测系统中应用物联网技术
就目前海洋环境监测系统而言，主要有水上监控与水下监控两个部分，同时应用三维结构的传感网络，而该传感网络的组成主要包括三个部分：1.不同类型的海上传感器;2.水下自动探测器;3.固定采集设备。在区域、类型不同的区分下，传感器也会按照类型的组成单独的节点，每个区域的传感器会对海洋浑浊度、盐度、重金属含量等相关指标参数进行采集，这些采集到的参数会经过统一的通信协议向汇聚节点进行传输，再由汇聚节点完成各项参数的统计工作，最后通过通信、卫星技术传递给监控中心进行分类、存储，供相关人员使用，数据库与互联网相互连通，当有外界用户想要获取时必须要通过身份验证才能获取到想要了解的监控数据[2]。在整个海洋监测系统中，各个监控阶段是非常重要的组成部分，一般来讲，每个节点都包括数据采集、处理、传输、供给模块。
二、无线网络中的ZigBee组网技术
（一）什么是ZigBee组网技术
ZigBee组网技术是一种近距离，复杂度、功耗、速率以及成本均较低的双向无线通讯技术。在应用该项技术时，需要确保各种电子设备之间具有距离短、功耗低且传输速率低的特点，这样该项技术才能够完成数据传输以及典型周期性、间歇性、低反应时间数据传输[3]。对于海洋环境监测系统而言，网络耗能时间短是其使用时间的重要因素，而在整个监控系统具有的3层结构中，其中耗能量最大的单元即为单个阶段内数据采集、传输。而在海洋环境监测系统中应用ZigBee组网技术可在满足其实时性要求的同时，降低其耗能，因此，目前海洋环境监测系统中单个节点约定的通信方式，即ZigBee组网技术。
（二）ZBR的计算方式
在ZigBee中，按照节点资源与功能对海洋环境监测系统中的节点进行区分，可分为三种类型，即RN（+、-）、RFD，其中RN代表存储空间，“+”代表充足同时伴有无线路由功能，“-”代表不足且不伴有无线路由功能，应用Cluster-Tree的计算方式对信息传输至能进行计算，RN（+、-）与RFD的区别就在于，前者无论存储空间足或者不足，均可对数据进行转发，而后者不具备这种转发能力，在进行数据转发时，要以父节点为介导[4]。因此，目前ZBR方式已经打破C-T算法的局限性，开始与路由寻址功能相结合，实现了整个节点内部信息高效传播。就ZigBee而言，地址分发功能是其自身具备的通信功能，在此基础上与海洋环境监控系统中传感网络节点的具体行为相结合，在以下文章中，将来自于监控系统传感网络中的三个参数引入，即1.结合物联网技术应用的整个海洋环境监测系统中划分最大的子节点数，以Cm代表;2.在系统中，容纳路由器最多数量，以Rm代表;3.网络深度，以Lm代表。
这里我们可以先做一个设想，假如在扩展监控系统探测的前提下，节点全部应用“Node”表示，新带入节点加脚标“n”，父节点加脚标“k”，各个节点分配的地址均用“A”表示，深度应用“Depth”表示，当已知节点地址、网络层次深度后，最后得出等式应当为Depth（n-k）=1。
当ZigBee通信结构为树状结构时，需要再次引入三个参数，即1.在整个机构中每层容纳节点个数，以Cm1表示;2.每层中路由数最大，以Rm1表示;3.结构中网络层数，以Lm1表示。
求树状结构中e层节点时，按照上层父节点的地址分配协议进行计算，得出以下几种计算方式。1.假设n节点时该节点父节点接收的第N个节点，且RFD为节点类型，那么在计算其分配地址时，应该得出以下等式：n+Cskip（e）×Rm+Ak=An。2.前提条件相同，但节点类型换为RN（+、-），在计算分配地址时的等式应该为An= Cskip（e）×（ n-1）+1+Ak。
三、ZigBee协议软件流程
（一）网络处于初始状态
选择一个能够将整个海洋监测系统归于初始状态的协调器，且需要其具备ZigBee 通信功能。RFD在检查是否有信标在周围节点中存在时，先要扫描周围节点，然后向节点发送信息，确定本节点可作为初始协调器的条件即能够在周期内检测到，与此同时，建立相应网络，将自身信标广播给周围节点。再然后，通过信道扫描，找出周围节点中适合能量的信道，并根据路由计算方式计算出最有效的信道，以此作为基础，将传输网络建立[5]。
（二）在网络中加入节点
在初始化步骤完成后，网络仍然不能够应用于实际工作当中，还需要在此网络中加入其它传感器，在选择加入网络的节点时，需要先对上层节点进行扫描，然后选择父节点发送请求入网信息，如果网络地址能够通过此节点成功返回，则能够作为标识用于传输、接收数据。
结束语：
总而言之，对海洋环境进行监测并不断提升监测效率，是促进生态环境与社会经济发展的重要举措之一。本文中先对海洋环境监测系统中应用物联网技术进行简单论述，然后分析计算方式，最后对ZigBee协议软件流程进行探讨，希望能够为相关工作带来有价值的参考。
参考文献：
[1]沈伟. 物联网技术在环境监测中的应用[J]. 电脑编程技巧与维护， 2016（12）：41-42.
[2]付宗魁， 蔡芳萍. 海洋环境监测系统方案设计与研究[J]. 物联网技术， 2016， 6（4）：20-20.
[3]赵艳玲. 物联网技术在海洋监控系统中的应用[J]. 舰船科学技术， 2016（1x）：175-177.
[4]姚喆怡. 基于物联网定位技术的海洋监测系统研究[D].2015.
[5]陈作聪. 海洋环境实时物联网监控系统设计[J]. 烟台大学学报（自然科学与工程版）， 2015（4）：308-312.
作者简介：
王慧娟，女，汉1984年11月30日，硕士物理海洋学，中国海洋大学，中级工程师，海洋环境。
野外环境数据采集系统范文第2篇
放射源及射线装置的许可、使用、运输、储存、回收处置等过程中严格执行国家相关法律法规和标准, 主要有《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国放射性污染防治法》、《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》、《放射性同位素与射线装置安全和防护管理办法》等。
二、机构健全、管理制度化
为加强辐射安全与防护工作管理, 要辐射安全与防护管理组织机构, 明确职责。
建立完善《放射性污染防治管理办法》、《射线检测安全操作规程》、《放射源贮存库建设管理标准》、《三废管理办法》、《放射性污染突发事件专项应急预案》、《HSE管理体系》和《放射性规范管理流程》等管理制度、标准、作业程序、体系文件, 规范标识标志、作业表格及监督检查机制。管理制度化, 作业程序化。
三、加强风险识别与评估
每年针对放射源和射线装置在使用、运输、储存过程中可能造成的辐射和丢失开展风险识别与评价。
四、建立培训机制
组织放射工作人员接受辐射安全与防护培训和射线操作专业技术的知识培训, 持证上岗、严禁无证上岗;制定培训计划, 建立内部培训和送外培训相结合的培训机制;
五、使用管理
1.实行放射源和射线装置使用审批制, 即:申请、计划、审查、审核、审批、备案。
2放射源使用实行“三级责任令”, 即:放射源到达现场前, 由公司总经理与作业部负责人、作业部负责人与项目经理、项目经理与操作人员层层签定安全责任令, 将责任人落实到指定人员, 着重于强化源头控制, 确保对关键环节、要害部位监控到位;
3编制现场作业施工组织设计方案, 并此方案和相关作业程序进行现场施工作业
4放射源贮存库的建设和管理要严格按相关法规和标准执行, 确保辐射安全;
5作业现场及放射源贮存库, 在醒目位置设立电离辐射的警示、警告标志、警戒线和公示牌, 同时按相关要求划分设立控制区和监督区;必要时, 设专人警戒;
6规范用源作业队伍队伍, 加强放射源使用和辐射安全与防护专业化队伍建设, 规范使用放射源。
六、设备设施的维护与管理
定期对设备设施、监测仪器等按规定进行的维护、校准和检定。每个月对探伤装置的配件进行检查、维护, 每三个月对探伤装置的性能进行全面检查、维护, 发现问题应及时维修, 并做好记录;
七、监测、评估、报告
1配备相应的辐射环境监测仪器、剂量监测仪、剂量报警仪, 个人剂量监测仪, 制定监测计划, 对放射性作业场所进行日常监测, 并建立监测档案;
2放射性工作的人员和应急抢险人员配备个人计量仪, 进行个人剂量监测, 建立个人剂量档案和职业健康监护档案。发现个人剂量监测结果异常时, 应立即核实和调查, 对职业健康体检不合格或照射剂量超标人员, 应立即停止从事放射性工作;
3每年委托有资质的专业监测机构进行年度辐射环境监测和职业健康危害场所监测;组织放射工作人员接受职业体检, 委托有资质的第三方专业机构每季度对放射工作人员的个人剂量计进行监测;
4无损检测作业时要对作业现场及放射源贮存库进行辐射环境监测, 并做好记录存档;
5每天放射源使用作业开始和结束时, 及放射源出入库时, 均要进行辐射环境自我监测, 并做好记录。
6每个项目每天对野外探伤作业现场要进行影像摄取, 并存档, 每季度、年度及项目结束后报公司质量安全环保部备案。
7每年度要对公司及放射源贮存库的辐射安全与防护状况进行年度评估, 每年一月在省环保厅进行《辐射安全许可证》年审, 每五年进行辐射安全许可证换证。
8放射源管理实行日报、周报、月报、年报制:即用源单位每天以短信形式汇报, 每周、月、年度上报“放射源动态管理周、月、年报表, 确保放射源处于受控状态。
9至少每季度报辐射环境自我监测报告;
八、放射性废物管理
1应严格执行国家放射性废物管理规定, 对放射性废物分类收集、储存, 按要求进行退役处置、环评、报批、备案。
2放射性固体废物 (被放射性物质污染的废弃防护服、手套、棉纱、沙粒等) 应统一存放, 交具有相应资质的放射性废物集中贮存单位贮存。
3源库退役应当委托具有资质的机构编制环境影响评价文件, 报省级环境保护主管部门批准、备案后方可实施, 并按环境影响评价文件和批复要求做好监督管理工作。
九、加强应急管理
编制《突发事件总体应急预案》, 明确界定了事故事件的分级、组织机构和职责、应急响应和行动, 编制应急处置措施, 合理配备应急物资, 成立突发应急救援小组, 在接到事故事件报告的第一时间, 对事故事件发生区域进行控制, 对人员进行疏散引导, 防止事故事件升级和防范次生灾害发生, 并开展应急演练, 对演练效果进行评价, 检验了各级应急预案的实用性和可操作性。
十、作业表
应包括有:计划审批表、使用审批单、安全责任令、放射源动态管理台账、危险废物台账、放射源报表、放射源出入库登记表、源库值班记录表、辐射环境监测记录表、放射源贮存库日巡查表等。
摘要：无损检测作业野外探伤使用放射源和射线装置时, 存在管理的不规范。作业过程辐射环境要从合规性、制度化、规范化加强管理。射安全与防护工作, 重点在抓规范上下工夫、抓管理上求突破、抓提高上见成效, 规范了放射源及射线装置管理, 确保辐射安全。