3.系统实施3.1.测试环境
在这个测试中,基于IPSec的VPN路由器(BV-601,NESCO有限公司,中国)的一个中央监控平台部署在北京的中国农业大学。远程监控系统部署在位于山东省的丰泽公司,该公司是一个集约型养殖鱼场,运用的是典型的循环水产养殖系统(Colt,2006年)。每个鱼缸大约6.77米×6.55米×0.55米大小。平均下来,鱼所占的密度为30-40kg/m3。3.2.远程监控平台
远程监控平台的两个技术原型已经安装在山东实际的养鱼场中,以验证系统的性能,如图3所示。
目前,为了温度、溶解氧、pH值、盐分而研究的传感器探头,是由南图公司(中国),分别由0.1精度的◦C,按0.1mg/L、0.1、0.1的百分比结合而成。总部40d18(哈希,美国)是作为与提供长期稳定和相关DO和±0.1◦C的温度的±1.0%的高精确度相对照而被挑选出来的。
RMP使用PICNIC2.0(三态,日本),它是数据转换和传输的核心处理芯片和CDMA模块(InRouter210C,中国),并且运用了CDMA模块芯片(模块编号为:FASTRACKM1203Q2358)。由传感器记录的数据通过中国联通的CDMA服务被传送到远程信息服务器端。一旦基于CDMA和IPSecVPN(虚拟专用网)路由器的无线安全传输的虚拟局域网被建立,那么,在服务器上的程序则可以实时访问数据。集数据采集节点通过WiFi无线局域网传输数据,同时,在计算机上运行的通信程序可以通过TCP/IP协议将信息传送到远程服务器端。数据的自动采集和基于网络的传播不仅提供了一个集中式数据库的使用,还提供了所有水质方面的相关人员的详细数据分析。因此,用户将能够通过互联网来监测水质的各项参数值。3.3.中央监控软件
中央监控软件是使用JSP、Servlet和短消息的技术来编程所得到的,这些技术运用了模型—视图—控制器(即MVC)架构。它可以运行在所有支持此版本的Java的操作系统上,以至于用户可以通过任何常用的浏览器(如InternetExplorer、Netscape等)来使用。MATLAB7.0被用于实现和验证算法。英特尔Core2Duo处理器的个人电脑拥有1GBSDRAM,这1GBSDRAM被选为测试环境。Windows2003、Eclipse、MyEclipse3.2、MySQL5.1、ApacheTomcat5.5.Aclient都是软件程序,监控系统的软件都是在这些软件环境下开发出来的。此环境的创建,用来与服务器进行通信,并提供一个用户界面,以便了解监控系统的实时状态及其变化(如图4)>>>>
图4.Themonitorinterfacewindowofno.5workshop.
4.结果与讨论
4.1.网络通信和数据采集
整个系统已测试并验证了大约22个月的时间,从2007年11月至2009年的8月。所有节点的数据统计表明,监控系统是相当可靠的,自2008年2月起,超过95.2%的数据已被正确无误地采集到。每个RMP作为一个独立的局域网,通过CDMA(中国联通)服务连接到互联网。这意味着,在CDMA信号覆盖的地区,一个传感网络节点可以是一个构建块,以构建一个大规模无线传感网络。监控系统也容易与更多的传感器通道以及CDMA的带宽逐步扩展。>>>>
表2.在4个月中,各方面水质参数的汇总统计
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表3.TheRMSE,RR,MREforBPneuralnetworkmodelwithdifferentinputcombinations>>>>
图5.ThemonitoringdataofdissolvedoxygenforasingledaycollectedbyRMP#1onJune
4th,2008.
为了验证系统的准确性,通过不同的策略(手动和自动)进行比较所得到的两组数据采样。正如图5