時間：2023-04-24 17:12:29
序論：在您撰寫檢測系統論文時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
系統概述
待檢測車輛需要經過檢測通道，如圖1所示。將紅外攝像頭放置于通道中間，獲得車底部熱感應圖像。為了獲取較廣的視角以及較小形變的圖像，紅外攝像頭安放的仰角為40°。由于監控室與檢測通道的距離較遠，且通道數較多，因此需要通過光端機將所獲取的視頻傳輸給監控室控制臺PC機。檢測軟件根據本文提出的檢測算法對捕獲到的圖像進行分析，若判斷車輛底部藏人則向系統發出報警信號，以便其通過控制安全桿做出相應攔截措施。視頻傳輸示意圖，如圖2所示。
軟件設計
軟件設計采取的基本實現策略是先定位后檢測。首先進行運動車輛檢測，其次根據車輛的自身特征，定位可疑目標在車輛底部可能的藏匿部位。當區域定位完成后，對該區域進行感興趣區域（RegionOfInterest，ROI）的選取。最后對ROI進行檢測，判斷是否藏人。檢測系統流程圖如圖3所示。通過對車輛的掃描檢測過程，查出藏匿于車底的可疑目標，實現自動檢測。
1圖像去噪
圖像去噪是圖像預處理的一個環節，也是整個圖像預處理中的關鍵一步。在對運動車輛定位的過程中，針對車輛與環境對比度大、信息豐富，受噪聲影響較小等特點，只需對圖像采用常規的均值濾波進行處理。而在檢測目標時，為了在去除噪聲的同時，最大程度的保存目標的邊緣信息，采用了基于開關控制的組合濾波。濾波器的基本思路是將圖像劃分為三類區域：孤立噪聲點區、平坦區和邊緣信息區。其主要處理原則為：孤立噪聲點區的灰度與其鄰域往往有較大的差異，可按照椒鹽噪聲進行處理，選用中值濾波器；平坦區往往包含高斯噪聲，可采用加權均值濾波器加以消除；邊緣信息區包含了圖像的細節信息，應作為保留區域不做處理。將處理后的三個區域加以合成，即得到了去噪后的圖像。
濾波器性能的關鍵在于分類開關的設計，借用順序統計濾波的思路，將濾波器設計成N×N的掩模算子，N為奇數，使該掩模在整個圖像上滑動，對它所覆蓋的圖像中的像素點xi進行排序，得到序列x（1），x（2）……x（N^2），利用排序結果設計下面的分類規則：a、b為排序后的位置偏移量，Ta和Tb為閾值?；陂_關控制的組合濾波算法就包括這么幾個步驟：（1）對掩模覆蓋的圖像像素點進行排序；（2）利用分類規則進行三個區域劃分；（3）對孤立噪聲點區進行中值濾波，對平坦區進行均值濾波；（4）將處理后的區域合成，得到去噪圖像。
2車輛檢測及目標區域的定位
2.1運動車輛檢測
對于實時性要求較高的場合，運動目標的檢測一般用背景差分法和幀間差分法。背景差分法是利用序列中當前幀圖像與背景圖像的差分來消除背景、提取運動目標區域的一種技術。背景差分法可根據實際情況設定差分閾值，所得到的結果直接反映了運動目標的大小、形狀和位置，可以得到比較精確的運動目標信息，但該方法應用于紅外目標檢測時易受環境溫度、天氣等外界條件變化的影響。幀間差分法是利用視頻序列中連續的兩幀或多幀圖像的差異來檢測和提取運動目標。該方法對場景的變化不太敏感，適用于動態環境，穩定性好。不足之處是：1）無法抽取完整的運動目標，僅能得到運動目標的邊界；2）運動目標提取效果依賴于幀間時間間隔的合理選擇。本文針對待檢測目標所處背景在短時間內為靜態背景，而較長時間內背景會發生動態變化的特點，并結合兩種方法的優點，設計出改進的背景差分法。算法原理圖如下：其中F(K)為當前幀，B為通過隔幀幀差法求得的當前背景圖像，D為差分結果圖，R為二值化圖像。
該算法繼承了幀間差分法對場景變化不太敏感的優點，能準確更新背景差分法所需要的當前背景圖，進而提取出完整的運動目標。下面是采用基本背景差分法和改進后背景差分法，在不同時候背景更新保存的背景圖片?；颈尘安罘址ㄔ谙到y長時間運行之后，會出現背景更新出錯，檢測流程紊亂，從而產生檢測系統失效現象。而采用改進的背景差分法，即使是經過長時間運行，系統也能確保背景更新的準確。
2.2目標區域定位
由于運動車輛特性已知，在其運動的過程中，可以通過對目標局部圖像進行特征提取，定位可疑區域。目標的一般特征包括點、邊緣、區域和輪廓。點特征對圖像的分辨率、旋轉、平移、光照變化等有很好的適應性，常用的點特征描述算子如SIFT、SURF等都具有很高的精度，但這些算法復雜度高，難以滿足實時檢測的要求，并且紅外圖像特征點往往較少，采用點描述算子并不能達到令人滿意的效果。因此本文根據實際目標的特性，采用了對線、面特征進行描述的方法來標注運動車輛。運動的車輛受車底傳動抽、燃燒室以及空間限制，目標一般躲藏于車廂后輪位置。
為了準確定位目標區域，目標區域進入視場之前的運動車輛局部特征需要重點描述。車廂底部進入攝像頭視場時如圖6(a)所示。為了提取車輛的直線特征，需要對車底圖像進行邊緣提取。常見的邊緣檢測算子有：Laplace、Sobel以及Canny等。由于Laplace算子常常會產生雙邊界，而Sobel算子又往往會形成不閉合區域，對后面直線檢測都會產生不利的影響。
Canny算子克服了上述算子的缺陷，能夠盡可能多的標識出圖像中的實際邊緣，并且能夠將較小的間斷點進行連接，因此能夠形成較為完整的邊界線。Canny算子是最優的階梯型邊緣檢測算法，本文采用選用Canny算子進行圖像的邊緣檢測。邊緣檢測結果如圖6(b)所示，較為明顯且具有特征不變性的為直線邊緣。當可能藏人的區域進入攝像頭視場時，車底圖像的直線特征隨之消失（如圖6(c)），因此可以利用圖像的直線特征來定位后輪檢測區域。Hough變換檢測直線是較為理想的直線檢測方法，由PaulHough于1962年提出。經過Hough變換后，根據已知的目標直線位置、角度、長度，選取符合條件的直線。圖6(b)、(c)中白色粗線為所檢測出的目標直線。
受環境因素的影響，車底直線特征可能并不明顯，因此單一的直線特征提取難以滿足檢測精度要求，如圖7所示情況。實驗發現車底面特征不易受到周圍環境、溫度的影響，因此可以進行面特征提取。選定區域為圖6(b)中虛線框內，滿足要求的特征為梯度小于一定閾值，即具有平滑特征，判斷方法是計數虛線框內邊緣點數，判斷其是否小于給定閾值。采用Sobel內核計算圖像差分其中src為輸入圖像，dst為輸出圖像，xorder為x方向的差分階數，yorder為y方向的差分階數。
由于當車底藏人時，其進入攝像頭視場會阻斷車底原有的平滑特征如圖6(d)，因此當平滑特征消失時，這時判斷是否符合定位位置特征，若符合即可進行定位檢測；若車底沒有藏人時，車底平滑特征會持續到車尾部位才結束，這時只需判斷到達車尾就可以結束檢測流程。
實驗表明，基于這種車箱底部中間區域光滑特征去定位檢測對環境適應能力強，而基于兩側直線特征定位的方法又能夠比較準確的定位到目標區域。綜合上述兩種思路，設計出的定位流程如下圖8所示：應用中是否滿足直線以及平滑特征是通過檢測連續多幀圖像來實現的，這樣可以盡量減少偶然因素導致的定位失敗。
3藏人的檢測
3.1基于高亮度特征的ROI的選取
如圖9為定位之后的待檢測目標圖。為了排除車底本身熱源的干擾（如車輪）縮小檢測范圍，必須對原圖進行ROI的選取。行進過程中的車輪一般在紅外圖像中會呈現高亮度特征?；诖颂卣鳎瑥膱D片左右兩側分別搜索列像素平均灰度值最高的部分（最可能為車輪內鋼圈），加上一定偏移量即可求出ROI左邊界位置（PositionofLeft，PL）。ROI下邊界線也采用同樣的方法，上邊界采用默認值。當車輪不明顯時采用默認感興趣區域即可下面圖9為采用固定ROI選取和基于高亮度特征的ROI提取結果對比。實驗表明，這種基于具體特征的感興趣區域提取方法，對于車輪出現的偏差具有良好的適應性，即使車輛行駛時發生較大的偏移也能做出正確的ROI選取。
3.2目標的檢測
對于已知形狀、外貌以及姿態等特征目標檢測采用特征匹配、直方圖反向投影等方法都能取得較為理想的效果。但對于躲藏姿勢未知并且本身形狀較為模糊的紅外目標，采用匹配的方式效果并不明顯。
紅外目標與目標區域的周圍存在一定的灰度差異，改變了原有區域梯度小、較為平滑的特征。針對這種改變采用評價函數f(x,y)對目標區域進行評估，若達到一定的閾值，即可預判車底藏人。評價函數依據不同區域可疑信息權重不一樣而選定(ROI內中間部位權重較高、四周權重較低)，表示如下其中T為警戒閾值，Warnflag為預警標志。具體檢測步驟如下：
1)對原圖的感興趣區域進行組合濾波處理；
2)對感興趣區域進行邊緣梯度檢測(圖10)；
3)采用評價函數對目標區域進行評分并判斷是否超過給定閾值；
4)重復步驟1-3，若連續三幀超出閾值則發出報警指令，否則表示無人。對應的報警截圖如圖11所示
實驗結果
為了驗證系統工作的穩定性以及算法的可靠性，在不同的貨檢口岸、時間段、天氣條件進行了多次實驗。測試結果如下。結果表明，在不同月份檢測誤報率十分低，漏報率也能滿足相應指標。設計出的車底藏人自動檢測系統有很高的實用價值，達到了預期的目標，說明了這套檢測系統的可靠性和準確性。軟件界面如圖12所示。
供電電壓自動測控系統技術方案和特點
監控模塊根據接收到以CAN通訊卡傳來的指令來控制電機的停止/啟動，同時檢測取芯儀供電電源的運行狀態，并將電壓、電流、溫度、運行信息及故障信息等參數通過CAN通訊傳給上位機進行處理和顯示。電壓一次側由芯片3875發出的移相脈沖控制H橋的IGBT模塊，正弦脈寬調制（SPWM）波由SPWM輸出模塊編程實現，并且實現電機軟起動和軟停車，驅動負載電機自適應等功能。方案結構（圖略）。測控系統特點測控系統采用凌陽公司的16位高速微型計算機SPMC75F2413A為核心，CAN控制器采用MCP2515，CAN驅動器采用TI公司的低功耗串行CAN控制器SN65HVD1040D，通過CAN總線能夠實時地檢測和傳遞數據，實現數據通訊和共享，更能夠實現多CPU之間的數據共享與互聯互通，其它電子元件均選擇150℃溫度的等級。此外系統還設計有散熱器、風扇等。該測控系統具有極高的高溫可靠性，能夠確保系統在高溫環境下可靠工作，控制、檢測、顯示的實時性好，可靠性高。測控系統采用智能化控制算法軟件來實現馬達機的高性能運行，其具有效率高、損耗小、噪音小、動態響應快、運行平穩等特點。
硬件電路設計
CAN通信電路檢測系統采用SPMC75F2413A凌陽單片機，不集成CAN外設模塊，選擇外部CAN模塊控制器MCP2515，該模塊支持CAN協議的CAN1.2、CAN2.0A、CAN2.0BPassive和CAN2.0BActive版本，是一個完整的CAN系統，直接連接到單片機的SPI總線上，構成串行CAN總線，省去了單片機I/O口資源，電路簡單，適合高溫工作。CAN通信電路原理圖（圖略）MCP2515輸出只要加一個收發器就可以和上位PC機進行CAN通信，收發器采用TI公司生產的SH65HVD140D。電機溫度檢測電路該系統中供電電源溫度的檢測由溫度傳感器PT100來完成。PT100與高頻變壓器、供電電源散熱器、高頻電感發熱器件的表面充分接觸，當器件的溫度變化時，PT100的阻值也隨之變化，將溫度傳感器的阻值轉換為電壓信號，電壓信號放大整形送給單片機，再由單片機計算出供電電源各發熱點的實際溫度。當溫度過高，供電電源自動停止運行。同時實時將檢測到的各發熱點的溫度通過CAN通訊發給上位PC機。輸入直流電壓檢測電路檢測電路（圖略）。供電電源為多電壓變化環節，前級變換為AC/DC，儀器要深入井下工作，交流高壓從地面通過長達7000m的電纜線供給，直流阻抗（電阻）值約為240Ω，一般由兩根電纜導線并聯使用[5]。系統不工作時，電纜導線無電流，供電電壓相對較高，電機電流約1.5A。系統運行時電纜中有電流，電纜線路就會有壓降，電機電流會達到3A。由于采用了高頻變壓器，變比約18，當負載電流增加1.5A時，原邊電流就增加約27A，如果重載，原邊電流增加更多，就會拉垮輸入電源。所以對輸入的一次側直流電壓電流進行監控就非常必要，根據檢測值來調整輸入的直流高壓[6]。檢測電路采用的是差分電路采樣直流電壓，檢測時，直流高壓加到分壓電阻的兩端，通過分壓電阻運放調理后輸入到CPU。
軟件設計
CAN通信協議系統CAN總線的節點流程圖。上位機向監控模塊發送指令幀，幀號為0x11，用來控制電機啟停和SPWM輸出。監控模塊向上位機發送狀態幀，幀號為0x21，用來反饋電機的狀態信息。軟件流程圖監控模塊根據上位機的指令控制電機的停止/啟動，同時檢測取芯器供電電源的運行狀態，并將參數傳給上位機進行顯示。軟件分為兩大模塊，主程序模塊和定時器T1中斷服務模塊。主程序模塊主要實現上電初始化功能、CAN通訊功能和定時器T1中斷設置等功能；定時器T1中斷程序模塊實現電機參數采樣及發送，并能根據CAN總線接收的指令控制輸出參數。
實驗結果
上述檢測系統安裝在井壁取芯儀上得以成功實現運行。將安裝有檢測控制系統的井壁取芯儀整體放在恒溫箱里面做加溫運行帶載實驗，恒溫箱145℃恒定不變，連續運行24h，每隔0.5h使電機帶載運行10min，即電機憋壓運行。同時改變電機的給定轉速（從500r/m到3000r/m），觀測測量的電機實際運行速度穩定，又根據電機的帶載運行調整輸入直流高溫。檢測控制系統經高溫24h連續運行，電機在空載和帶載時能夠可靠運行，滿足要求。（a）（b）（c）是實驗時測得的CAN總線數據幀。（a）為CAN總線數據一幀的數據波形，由10個字節組成。為測控系統CAN總線數據幀發送接收，每隔120ms傳送一幀數據。
關鍵詞：健康監測監測系統監測項目橋梁
20世紀橋梁工程領域的成就不僅體現在預應力技術的發展和大跨度索支承橋梁的建造以及對超大跨度橋梁的探索，而且反映于人們對橋梁結構實施智能控制和智能監測的設想與努力。近20年來橋梁抗風、抗震領域的研究成果以及新材料新工藝的開發推動了大距度橋梁的發展；同時，隨著人們對大型重要橋梁安全性、耐久性與正常使用功能的日漸關注，橋梁健康監測的研究與監測系統的開發應運而生。由于橋梁監測數據可以為驗證結構分析模型、計算假定和設計方法提供反饋信息，并可用于深入研究大跨度橋梁結構及其環境中的未知或不確定性問題，因此，橋梁設計理論的驗證以及對橋梁結構和結構環境未知問題的調查與研究擴充了橋梁健康監測的內涵。本文結合近十年來橋梁健康監測的研究狀況以及大跨度橋梁工程的研究與發展，較系統地闡述橋梁健康監測的內涵，并由此探討監測系統設計的有關問題。
一、橋梁健康監測系統與理論發展簡況
1．監測系統
80年代中后期開始建立各種規模的橋梁健康監測系統。例如，英國在總長522m的三跨變高度連續鋼箱梁橋Foyle橋上布設傳感器，監測大橋運營階段在車輛與風載作用下主梁的振動、撓度和應變等響應，同時監測環境風和結構溫度場。該系統是最早安裝的較為完整的監測系統之一，它實現了實時監測、實時分析和數據網絡共享。建立健康監測系統的典型橋梁還有挪威的Skarnsundet斜拉橋（主跨530m）［2］、美國主跨440m的SunshineSkywayBridge斜拉橋、丹麥主跨1624m的GreatBeltEast懸索橋［3］、英國主跨194m的Flintshire獨塔斜拉橋[4]以及加拿大的ConfederatiotBridge橋[5]。我國自90年代起也在一些大型重要橋梁上建立了不同規模的結構監測系統，如香港的青馬大橋、汲水門大橋和汀九大橋，內地的上海徐浦大橋以及江陰長江大橋等[6~8]。
從已經建立的監測系統的監測目標、功能以及系統運行等方面看，這些監測系統具有以下一些共同特點：
（1）通常測量結構各種響應的傳感裝置獲取反映結構行為的各種記錄；
（2）除監測結構本身的狀態和行為以外，還強度對結構環境條件（如風、車輛荷載等）的監測和記錄分析；同時，試圖通過橋梁在正常車輛與風載下的動力響應來建立結構的"指紋"，并藉此開發實時的結構整體性與安全性評估技術；
（3）在通車運營后連續或間斷地監測結構狀態，力求獲取的大橋結構信息連續而完整。某些橋梁監測傳感器在橋梁施工階段即開始工作并用于監控施工質量；
（4）監測系統具有快速大容量的信息采集、通訊與處理能力，并實現數據的網絡共享。
這些特點使得大跨度橋梁健康監測區別于傳統的橋梁檢測過程。另外需要指出的是，橋梁健康監測的對象已不再局限于結構本身：一些重要輔助設施的工作狀態也已納入長期監測的范圍（如斜拉索振動控制裝置[4]等）。
2．理論研究
十多年來，橋梁健康監測理論的研究主要集中于結構整體性評估和損傷識別。由于基于振動信息的整體性評估技術在航天、機械等領域的深入研究和運用，這類技術被用于土木結構中除無損檢測技術以外的最重要的整體性評估方法并得到廣泛的研究【1，7，9～11】。人們致力于基于振動測量值的整體性評估方法研究的另一個原因是，結構振動信息可以在橋梁運營過程中利用環境振動法獲得，因此這一方法具有實時監測的潛力。
結構整體性評估方法可以歸結為模式識別法、系統識別法以及神經網絡方法三大類【1】。結構模態參數常被用作結構的指紋特征，也是系統識別方法和神經網絡法的主要輸入信息。另外，基于結構應變模態、應變曲率以及其他靜力響應的評估方法也在不同程度上顯示了各自的檢傷能力[10]。然而，盡管某些整體性評估技術已在一些簡單結構上有成功的例子，但還不能可靠地應用于復雜結構。阻礙這一技術進入實用的原因主要包括：①結構與環境中的不確定性和非結構因素影響；②測量信息不完備；③測量精度不足和測量信號噪聲；④橋梁結構贅余度大并且測量信號對結構局部損傷不敏感。
另外，從評估方法上，目前對大跨度橋梁的安全評估基本上仍然沿襲常規中小橋梁的定級評估方法，是一種主要圍繞結構的外觀狀態和正常使用性能進行的定性、粗淺的安全評價。
二、橋梁健康監測新概念
橋梁健康監測的基本內涵即是通過對橋梁結構狀態的監控與評估，為大橋在特殊氣候、交通條件下或橋梁運營狀況嚴重異常時觸發預警信號，為橋梁維護濰修與管理決策提供依據和指導。為此，監測系統對以下幾個方面進行監控：
·橋梁結構在正常環境與交通條件下運營的物理與力學狀態；
·橋梁重要非結構構件（加支座）和附屬設施（如振動控制元件）的工作狀態；
·結構構件耐久性；
·大橋所處環境條件；等等。
與傳統的檢測技術不同，大型橋梁健康監測不僅要求在測試上具有快速大容量的信息采集與通訊能力，而且力求對結構整體行為的實時監控和對結構狀態的智能化評估。
然而，橋梁結構健康監測不僅僅只是為了結構狀態監控與評估。由于大型橋梁（尤其是斜拉橋、懸索橋）的力學和結構特點以及所處的特定環境，在大橋設計階段完全掌握和預測結構的力學特性和行為是非常困難的。大跨度索交承橋梁的設計依賴于理論分析并過風洞、振動臺模擬試驗預測橋梁的動力性能并驗證其動力安全性。然而，結構理論分析常基于理想化的有限元離散模型，并且分析時常以很多假定條件為前提。在進行風洞或振動臺試驗時對大橋的風環境和地面運動的模擬也可能與真實橋位的環境不全相符。因此，通過橋梁健康監測所獲得的實際結構的動靜力行為來驗證大橋的理論模型、計算假定具有重要的意義。事實上，國外一些重要橋梁在建立健康監測系統時都強調利用監測信息驗證結構的設計。
橋梁健康監測信息反饋于結構設計的更深遠的意義在于，結構設計方法與相應的規范標準等可能得以改進；并且，對橋梁在各種交通條件和自然環境下的真實行為的理解以及對環境荷載的合理建模是將來實現橋?quot;虛擬設計"的基礎。
還應看到，橋梁健康監測帶來的將不僅是監測系統和對某特定橋梁設計的反思，它還可能并應該成為橋梁研究的"現場實驗室"。盡管橋梁抗風、抗震領域的研究成果以及新材料新工藝的出現不斷推動著橋梁的發展，但是，大跨度橋梁的設計中還存在很多未知和假定，超大跨度橋梁的設計也有許多問題需要研究。同時，橋梁結構控制與健康評估技術的深入研究與開發也需要結構現場試驗與調查。橋梁健康監測為橋梁工程中的未知問題和超大跨度橋梁的研究提供了新的契機。由運營中的橋梁結構及其環境所獲得的信息不僅是理論研究和實驗室調查的補充，而且可以提供有關結構行為與環境規律的最真實的信息。另外，橋梁振動控制與健康評估技術的開發與應用性也需要現場試驗與調查。
綜上所述，大型橋梁健康監測不只是傳統的橋梁檢測加結構評估新技術，而是被賦予了結構監控與評估、設計驗證和研究與發展三方面的意義。
三、健康監測系統設計
1．監測系統設計準則
兩座大型橋梁健康監測系統的測點布置情況可以看出，兩個監測系統的監測項目與規模存在很大差異。這種差異除了橋型和橋位環境因素外，主要是因為對各監測系統的投資額和（或）建立各個系統的目的（或者說是對系統的功能要求）不同。因此，橋梁監測系統的設計實際上有意或無意地遵循著某些準則。
顯然，監測系統的設計應該首先考慮建立該系統的目的和功能。上節所述的橋梁健康監測三方面的意義也正是橋梁健康監測的目的和功能所在。對于特定的橋梁，建立健康監測系統的目的可以是橋梁監控與評估，或是設計驗證，甚至以研究發展為目的；也可以是三者之二甚至全部。一旦建立系統的目的確定，系統的監測項目就可以基本上確定。另外，監測系統中各監測項目的規模以及所采用的傳感儀器和通信設備等的確定需要考慮投資的限度。因此在設計監測系統時必須對監測系統方案進行成本一效益分析。成本-效益分析是建立高效、合理的監測系統的前提。
根據功能要求和成本一效益分析可以將監測項目和測點數設計到所需的范圍，可以最優化地選擇并安裝系統硬件設施。因此，功能要求和效益-成本分析是設計橋梁健康監測系統的兩大準則。
2．監測項目
不同的功能目標所要求的監測項目不盡相同。絕大多數大跨度橋梁監測系統的監測項目都是從結構監控與評估出發的，個別也兼顧結構設計驗證甚至部分監測項目以橋梁問題的研究為目的[5]。文獻［12］通過對國內多座運營中的斜拉橋進行大量病害調查與檢測分析，提出了用于斜拉橋狀態監控與評估的頗具代表性的監測項目。
如果監測系統考慮具有結構設計驗證的功能，那就要獲得較多結構系統識別所須要的信息。因此，對于大跨度余支承橋梁，須要較多的傳感器布置于橋塔、加勁梁以及纜索/拉索各部位，以獲得較為詳細的結構動力行為并驗證結構設計時的動力分析模型和響應預測。另外，在支座、擋塊以及某些連結部位須安設傳感器拾取反映其傳力、約束狀況等的信息。
目前，某些監測系統以開發結構整體性與安全性評估技術為目的之一。結合橋梁問題研究的監測系統雖不多見，但有些系統也有監測項目是專為研究服務的。與理論研究相關的監測項目可以根據待研究問題的性質來確定。從目前橋梁工程的發展狀況看，以下幾方面的問題可以借助橋梁健康監測進行深入研究或論證。
·抗風方面：包括風場特性觀測、結構在自然風場中的行為以及抗風穩定性。
·抗震方面：包括研究各種場地地面運動的空間與時間變化、土-結構相互作用、行波效應、多點激勵對結構響應的影響等。通過對墩頂與墩底應變、變形及加速度的監測建立恢復力模型對橋梁的抗震分析具有重要的意義。
·結構整體行為方面：包括研究結構在強風、強地面運動下的非線性特性，橋址處環境條件變化對結構動力特性、靜力狀態（內力分布、變形）的影響等。這對于發展基于監測數據的整體性評估方法非常重要。
·結構局部問題：例如邊界、聯接條件，鋼梁焊縫疲勞及其他疲勞問題，結合梁結合面（包括剪力鍵）的破壞機制，等等。索支承橋梁纜（拉）索和吊桿的振動與減振、局部損傷機制等也值得進一步觀察研究。
·耐久性問題：橋梁結構中的耐久性問題尚有許多問題須要深入研究。纜（拉）索與吊桿的腐蝕、銹蝕問題尤須重視。
·基礎：大直徑樁的采用也帶來一些設計問題，直接套用原先用于中等直徑樁的計算方法不很合理。借助大型橋梁監測系統調查大直徑樁的變形規律、研究樁的承載力問題，也是設計部門的需要。
四、小結
（1）橋梁結構健康監測不只是傳統的橋梁檢測技術的簡單改進，而是運用現代傳感與通信技術，實時監測橋梁運營階段在各種環境條件下的結構響應與行為，獲取反映結構狀況和環境因素的各種信息，由此分析結構健康狀態、評估結構的可靠性，為橋梁的管理與維護決策提供科學依據。同時，大型橋梁結構健康監測對于驗證與改進結構設計理論與方法、開發與實現各種結構控制技術以及深入研究大型橋梁結構的未知問題具有重要意義。因此，健康監測為橋梁工程的發展開辟了新的空間。
（2）大型橋梁健康監測三方面的意義反映了從事橋梁維護管理、設計咨詢和理論研究不同領域人員所關注的問題。監測系統的設計應以功能要求和效益－成本分析為基本準則。此外，監測系統的設計應該通過布點優化分析，并且考慮到系統實施中的非常重要的通信問題。
針對垛儲機采棉溫濕度采集點多，數據傳輸距離遠的特點，提出了以電子技術和微控制技術為核心技術的機采棉溫濕度自動檢測系統方案。該系統由溫度傳感器、濕度傳感器、變送器、主從單片機、RS485總線、顯示及鍵盤等部分組成。圖1為垛儲機采棉溫濕度檢測系統框圖。工作時，安裝在探頭上傳感器采集該處機采棉的溫濕度值，通過變送器和轉換器將該處的各點溫濕度數據信號送至該處的從機;從機將采集來的信號進行歸一化處理，取加權平均值，再將加權平均值通過RS485總線送至主機，通過鍵盤輸入機采棉霉變預警的溫濕度閾值;主機將傳輸來的數據和預警閾值相比較，判斷是否達到預警條件，如果達到預警條件，發出命令，控制預警裝置發出警報，并且顯示出霉變或有霉變趨勢的機采棉位置。
2系統設計
2．1硬件部分
本設計的主機所要實現匯總從機發來的信息和預先設定的霉變閾值相比較，判斷每個從機位置的機采棉情況。如果出現異常，主機控制警報系統工作，顯示屏可以利用鍵盤控制其翻頁功能，實時顯示出每個從機位置的機采棉情況。從機主要負責將采集來的溫濕度信息，經處理后，送入主機。鑒于以上因素，主、從機都選用單片機STC89C516RD+。該款單片機具有加密性強、低功耗、速度快和精度高等特點，其核內有64kB的flash，1280B的RAM，16kB的ROM，可以滿足控制的需要。每個從機位置的溫濕度信息檢測，采用探頭檢測，在每個探頭的不同位置，均勻分布4個溫度傳感器和4個濕度傳感器，分別構成該從機的溫度傳感器組和濕度傳感器組。濕度傳感器選用HM1500，模擬量輸出，在5V供電條件下，輸出0～4V范圍的電壓對應相對濕度值0～100%;因為是線性輸出，所以可以直接和單片機相連，為了檢測信號的穩定性，可以將濕度傳感器的輸出量經過同相跟隨器將信號穩定后送入單片機。溫度傳感器選用AD590為模擬信號輸出需要驅動電路驅動后才能使溫度信號經A/D轉換送入單片機;可測量范圍－55～150℃，供電范圍寬，4～30V;圖2為溫度傳感器AD590的驅動電路圖。顯示模塊要求實時顯示各個從機控制的檢測探頭位置的溫濕度以及每個探頭所在位置的坐標值，通過鍵盤的上下鍵控制顯示屏的翻頁和刷新。所以，采用液晶顯示器LCD1602兩行顯示，就可以達到系統設計要求。鍵盤模塊是向主機輸入預設的參考值以及控制顯示屏的翻頁與刷新，基于以上功能采用4×4的行列式鍵盤。
2．2軟件部分
首先，根據設計目標，細化軟件每一部分的功能，統籌設計各部分功能之間的邏輯關系。垛儲機采棉溫濕度檢測系統的軟件設計采用keiluvision2編程環境，編程實現主從機的功能。keilC51是一個比較主流的單片機研發設計的開發工具，主從機的程序編寫采用模塊化編程。其調試程序、完成各部分編程后，將程序的．hex工程文件燒錄至Proteus軟件下的仿真電路圖，仿真效果達到最佳時，記錄電路設計的優化參數;根據此優化參數，設計垛儲機采棉溫濕度自動檢測系統的實物硬件。垛儲機采棉溫濕度自動檢測系統的主機程序流程圖，如圖3所示。
3試驗結果分析
系統的軟硬件調試完成后，在南口農場進行測試試驗。系統測試了垛儲機采棉的溫濕度值。表1為垛儲機采棉溫濕度檢測系統測試的溫濕度數據。從表1中可以看出，本文設計的檢測系統檢測出的機采棉溫濕度值和人工測量的實際值近似相符。試驗結果表明:該系統能夠精確、實時地檢測垛儲機采棉的溫濕度，達到了垛儲機采棉儲存情況的安全控制。
4結論
參考注射泵的檢測標準和出廠標準，確定微量注射泵的質量檢測流程。在Hydrograph軟件中登記微量注射泵的設備編號和所屬科室信息，將流速和測試時間分別設為10mL/h和30min，同時設置微量注射泵的流速為10mL/h，記錄流速為10mL/h的平均流速和累積流量。測試完成后分別設置Hydrograph軟件和微量注射泵的流速為60mL/h，測試10min，記錄流速為60mL/h的平均流速和累積流量。圖1所示為Hydrograph軟件記錄的60mL/h流量檢測曲線示意圖，圖中雙縱坐標分別為實時流速和累積流量，橫坐標為測試時間，可讀得平均流速和總的累積流量分別為60.31mL/h和9.82mL，測試時間共9min46s。流速相對設定值誤差在±5%內合格。流速測試完成后，分別設置Hydrograph軟件和微量注射泵的流速為99.9mL/h進行阻塞壓力報警測試，記錄報警時間、報警壓力和停止壓力。阻塞壓力分為高低兩檔，高檔阻塞壓力設定值為800mmHg，偏差值在±200mmHg內合格;低檔阻塞壓力設定值為300mmHg，偏差值在±100mmHg內合格。圖2所示為Hydrograph軟件記錄的阻塞壓力報警曲線示意圖，可見報警壓力為294mmHg，報警時間為37s，停止壓力約為120mmHg。
2結果
剔除由于數據缺失影響統計分析的檢測個案后，有效檢測個案共251例(通道)。10mL/h和60mL/h的流速測試結果分別見表1和表2?？梢娏魉贋?0mL/h的合格率為64.9%，60mL/h的合格率為93.2%。表3所示為平均流速接近或大于流速設定值兩倍的流速測試原始記錄。圖3和圖4所示分別為低阻塞壓力和高阻塞壓力報警統計分布圖，結果表明低阻塞壓力分布的合格率為38.4%，低于和高于合格范圍的占比分別為50%和11.6%。高阻塞壓力分布的合格率為13.4%，低于和高于合格范圍的占比分別為84.3%和2.3%。高低阻塞壓力均合格的儀器僅有29臺。
3討論
由表1可見10mL/h流速相對誤差小于－5%的微量注射泵占30.3%，由表2可見60mL/h流速相對誤差小于－5%的微量注射泵占4.8%。由于10mL/h和60mL/h流速測試的累積流量分別為5mL和10mL，可見增加測試的累積流量可以顯著改善流速測試結果。推頭和滑桿中存在粘稠液體或金屬滑桿生銹，或者推頭松動造成推頭和滑道之間摩擦力增大，均會導致測量流速偏低。噴除銹清潔劑清洗后微量注射泵流速精度合格。
表3中序號1和2的60mL/h流速誤差在±5%內，而10mL/h流速明顯大于流速設定值的兩倍，且10mL/h流速測試的累積流量大于設定值5mL的兩倍，這里的測試誤差主要是由10mL/h測試中測試人員人為推動推頭造成的，重新測試發現流速測試合格。序號3－6流速均接近設定值的兩倍，且有部分數據缺失(表3中用“0”表示)，這里的數據缺失是由于完成一項流速測試發現流速誤差過大因而未對另一項流速進行測試，屬于測試人員的主觀行為。雖然10mL/h和60mL/h測試結果中各有一組數據缺失，不會影響10mL/h和60mL/h的流速測試結果中相對誤差的一致性，但會影響兩組流速的合格率?？紤]這兩組缺失數據的影響，流速為10mL/h和60mL/h的合格率分別應該修正為64.5%和92.8%。如表3序號3－6所示，共有四臺(占比1.59%)微量注射泵流速接近設定值的兩倍，檢查發現內部芯片引腳短路，更換芯片后微量注射泵工作正常。
由圖3和圖4可見，注射泵的阻塞壓力合格率較低，且低于合格范圍的占比遠大于高于合格范圍的占比。注射泵集中檢測時反復使用，造成注射器活塞與管壁摩擦力變大，導致在較低的管路阻塞壓力下產生壓力報警，這一報警壓力并不能精確地反映注射泵正常工作時的報警功能。建議使用與注射泵匹配的全新注射器進行注射泵的質量檢測，并及時進行注射泵質量檢測結果的統計分析，在壓力報警明顯偏低時考慮更換注射器。微量注射泵的質量受到動力泵性能、檢測傳感器和壓力傳感器的靈敏度等多個因素的影響，輸液精度很大程度上取決于輸液管路的精度，使用非注射泵專用注射器和泵管會使得流速相對誤差顯著增加。微量注射泵的外觀檢查和性能測試中任意一項不符合要求即為不合格，本次統計結果顯示注射泵的總體合格率為13.4%。不合格因素主要是性能測試不達標，主要來源是阻塞壓力偏低，且高阻塞壓力相對低阻塞壓力合格率更低。
關鍵詞入侵檢測系統；CIDF；網絡安全；防火墻
0引言
近年來，隨著信息和網絡技術的高速發展以及政治、經濟或者軍事利益的驅動，計算機和網絡基礎設施，特別是各種官方機構的網站，成為黑客攻擊的熱門目標。近年來對電子商務的熱切需求，更加激化了這種入侵事件的增長趨勢。由于防火墻只防外不防內，并且很容易被繞過，所以僅僅依賴防火墻的計算機系統已經不能對付日益猖獗的入侵行為，對付入侵行為的第二道防線——入侵檢測系統就被啟用了。
1入侵檢測系統（IDS）概念
1980年，JamesP.Anderson第一次系統闡述了入侵檢測的概念，并將入侵行為分為外部滲透、內部滲透和不法行為三種，還提出了利用審計數據監視入侵活動的思想[1]。即其之后,1986年DorothyE.Denning提出實時異常檢測的概念[2]并建立了第一個實時入侵檢測模型，命名為入侵檢測專家系統（IDES），1990年，L.T.Heberlein等設計出監視網絡數據流的入侵檢測系統，NSM(NetworkSecurityMonitor)。自此之后，入侵檢測系統才真正發展起來。
Anderson將入侵嘗試或威脅定義為：潛在的、有預謀的、未經授權的訪問信息、操作信息、致使系統不可靠或無法使用的企圖。而入侵檢測的定義為[4]：發現非授權使用計算機的個體（如“黑客”）或計算機系統的合法用戶濫用其訪問系統的權利以及企圖實施上述行為的個體。執行入侵檢測任務的程序即是入侵檢測系統。入侵檢測系統也可以定義為：檢測企圖破壞計算機資源的完整性，真實性和可用性的行為的軟件。
入侵檢測系統執行的主要任務包括[3]：監視、分析用戶及系統活動；審計系統構造和弱點；識別、反映已知進攻的活動模式，向相關人士報警；統計分析異常行為模式；評估重要系統和數據文件的完整性；審計、跟蹤管理操作系統，識別用戶違反安全策略的行為。入侵檢測一般分為三個步驟：信息收集、數據分析、響應。
入侵檢測的目的：（1）識別入侵者；（2）識別入侵行為；（3）檢測和監視以實施的入侵行為；（4）為對抗入侵提供信息，阻止入侵的發生和事態的擴大；
2入侵檢測系統模型
美國斯坦福國際研究所（SRI）的D.E.Denning于1986年首次提出一種入侵檢測模型[2]，該模型的檢測方法就是建立用戶正常行為的描述模型，并以此同當前用戶活動的審計記錄進行比較，如果有較大偏差，則表示有異?；顒影l生。這是一種基于統計的檢測方法。隨著技術的發展，后來人們又提出了基于規則的檢測方法。結合這兩種方法的優點，人們設計出很多入侵檢測的模型。通用入侵檢測構架（CommonIntrusionDetectionFramework簡稱CIDF）組織，試圖將現有的入侵檢測系統標準化，CIDF闡述了一個入侵檢測系統的通用模型（一般稱為CIDF模型）。它將一個入侵檢測系統分為以下四個組件：
事件產生器(EventGenerators)
事件分析器(Eventanalyzers)
響應單元(Responseunits)
事件數據庫(Eventdatabases)
它將需要分析的數據通稱為事件，事件可以是基于網絡的數據包也可以是基于主機的系統日志中的信息。事件產生器的目的是從整個計算機環境中獲得事件，并向系統其它部分提供此事件。事件分析器分析得到的事件并產生分析結果。響應單元則是對分析結果做出反應的功能單元，它可以做出切斷連接、修改文件屬性等強烈反應。事件數據庫是存放各種中間和最終數據的地方的通稱，它可以是復雜的數據庫也可以是簡單的文本文件。
3入侵檢測系統的分類：
現有的IDS的分類，大都基于信息源和分析方法。為了體現對IDS從布局、采集、分析、響應等各個層次及系統性研究方面的問題，在這里采用五類標準：控制策略、同步技術、信息源、分析方法、響應方式。
按照控制策略分類
控制策略描述了IDS的各元素是如何控制的，以及IDS的輸入和輸出是如何管理的。按照控制策略IDS可以劃分為，集中式IDS、部分分布式IDS和全部分布式IDS。在集中式IDS中，一個中央節點控制系統中所有的監視、檢測和報告。在部分分布式IDS中，監控和探測是由本地的一個控制點控制，層次似的將報告發向一個或多個中心站。在全分布式IDS中，監控和探測是使用一種叫“”的方法，進行分析并做出響應決策。
按照同步技術分類
同步技術是指被監控的事件以及對這些事件的分析在同一時間進行。按照同步技術劃分，IDS劃分為間隔批任務處理型IDS和實時連續性IDS。在間隔批任務處理型IDS中，信息源是以文件的形式傳給分析器，一次只處理特定時間段內產生的信息，并在入侵發生時將結果反饋給用戶。很多早期的基于主機的IDS都采用這種方案。在實時連續型IDS中，事件一發生，信息源就傳給分析引擎，并且立刻得到處理和反映。實時IDS是基于網絡IDS首選的方案。
按照信息源分類
按照信息源分類是目前最通用的劃分方法，它分為基于主機的IDS、基于網絡的IDS和分布式IDS?；谥鳈C的IDS通過分析來自單個的計算機系統的系統審計蹤跡和系統日志來檢測攻擊?；谥鳈C的IDS是在關鍵的網段或交換部位通過捕獲并分析網絡數據包來檢測攻擊。分布式IDS，能夠同時分析來自主機系統日志和網絡數據流，系統由多個部件組成，采用分布式結構。
按照分析方法分類
按照分析方法IDS劃分為濫用檢測型IDS和異常檢測型IDS。濫用檢測型的IDS中，首先建立一個對過去各種入侵方法和系統缺陷知識的數據庫，當收集到的信息與庫中的原型相符合時則報警。任何不符合特定條件的活動將會被認為合法，因此這樣的系統虛警率很低。異常檢測型IDS是建立在如下假設的基礎之上的，即任何一種入侵行為都能由于其偏離正常或者所期望的系統和用戶活動規律而被檢測出來。所以它需要一個記錄合法活動的數據庫，由于庫的有限性使得虛警率比較高。
按照響應方式分類
按照響應方式IDS劃分為主動響應IDS和被動響應IDS。當特定的入侵被檢測到時，主動IDS會采用以下三種響應：收集輔助信息；改變環境以堵住導致入侵發生的漏洞；對攻擊者采取行動（這是一種不被推薦的做法，因為行為有點過激）。被動響應IDS則是將信息提供給系統用戶，依靠管理員在這一信息的基礎上采取進一步的行動。
4IDS的評價標準
目前的入侵檢測技術發展迅速，應用的技術也很廣泛，如何來評價IDS的優缺點就顯得非常重要。評價IDS的優劣主要有這樣幾個方面[5]：（1）準確性。準確性是指IDS不會標記環境中的一個合法行為為異?；蛉肭?。（2）性能。IDS的性能是指處理審計事件的速度。對一個實時IDS來說，必須要求性能良好。（3）完整性。完整性是指IDS能檢測出所有的攻擊。（4）故障容錯（faulttolerance）。當被保護系統遭到攻擊和毀壞時，能迅速恢復系統原有的數據和功能。（5）自身抵抗攻擊能力。這一點很重要，尤其是“拒絕服務”攻擊。因為多數對目標系統的攻擊都是采用首先用“拒絕服務”攻擊摧毀IDS，再實施對系統的攻擊。（6）及時性（Timeliness）。一個IDS必須盡快地執行和傳送它的分析結果，以便在系統造成嚴重危害之前能及時做出反應，阻止攻擊者破壞審計數據或IDS本身。
除了上述幾個主要方面，還應該考慮以下幾個方面：（1）IDS運行時，額外的計算機資源的開銷；（2）誤警報率／漏警報率的程度；（3）適應性和擴展性；（4）靈活性；（5）管理的開銷；（6）是否便于使用和配置。
5IDS的發展趨
隨著入侵檢測技術的發展，成型的產品已陸續應用到實踐中。入侵檢測系統的典型代表是ISS（國際互聯網安全系統公司）公司的RealSecure。目前較為著名的商用入侵檢測產品還有：NAI公司的CyberCopMonitor、Axent公司的NetProwler、CISCO公司的Netranger、CA公司的Sessionwall－3等。國內的該類產品較少，但發展很快，已有總參北方所、中科網威、啟明星辰等公司推出產品。
人們在完善原有技術的基礎上，又在研究新的檢測方法，如數據融合技術，主動的自主方法，智能技術以及免疫學原理的應用等。其主要的發展方向可概括為：
（1）大規模分布式入侵檢測。傳統的入侵檢測技術一般只局限于單一的主機或網絡框架，顯然不能適應大規模網絡的監測，不同的入侵檢測系統之間也不能協同工作。因此，必須發展大規模的分布式入侵檢測技術。
（2）寬帶高速網絡的實時入侵檢測技術。大量高速網絡的不斷涌現，各種寬帶接入手段層出不窮，如何實現高速網絡下的實時入侵檢測成為一個現實的問題。
（3）入侵檢測的數據融合技術。目前的IDS還存在著很多缺陷。首先，目前的技術還不能對付訓練有素的黑客的復雜的攻擊。其次，系統的虛警率太高。最后，系統對大量的數據處理，非但無助于解決問題，還降低了處理能力。數據融合技術是解決這一系列問題的好方法。
（4）與網絡安全技術相結合。結合防火墻，病毒防護以及電子商務技術，提供完整的網絡安全保障。
6結束語
在目前的計算機安全狀態下，基于防火墻、加密技術的安全防護固然重要，但是，要根本改善系統的安全現狀，必須要發展入侵檢測技術，它已經成為計算機安全策略中的核心技術之一。IDS作為一種主動的安全防護技術，提供了對內部攻擊、外部攻擊和誤操作的實時保護。隨著網絡通信技術安全性的要求越來越高，入侵檢測技術必將受到人們的高度重視。
參考文獻：
[1]putersecuritythreatmonitoringandsurveillance[P].PA19034,USA,1980.4
[2]DenningDE.AnIntrusion-DetectionModel[A].IEEESymponSecurity&Privacy[C],1986.118-131
[3]張杰，戴英俠，入侵檢測系統技術現狀及其發展趨勢[J]，計算機與通信，2002.6：28-32
1．1水質環境條件要求
經過分析調查，水產漁業對水質的監測主要需求為:對溫度、pH值、溶解氧濃度這些參數發生變化或不符合標準，將嚴重影響水產品的質量和產量，因此，需對此類參數通過進行實時監控。
1．2系統結構設計
本系統主要由水質數據采集層、數據匯集層、監測中心層構成，水質數據采集層是由測溫度、pH值、溶解氧濃度的相應傳感器組成的，將其部署在水中，實現對相關參數的采集，再通過WiFi將所采集數據發送至AP節點進行數據匯聚，再由AP節點通過WiFi將匯集數據發送至監測中心。
2WiFi節點硬件設計
WiFi又稱IEEE802．11b標準，IEEE802．11b無線網絡規范是對IEEE802．11的改進，其最高帶寬為11Mbps。在信號較弱或有干擾時，可自動調整為5．5，2或1Mbps。本系統中帶寬為11Mbps。本系統需完成對終端節點、AP節點的制作，并且需實現將各個傳感器所采集到的數據通過WiFi傳輸至上位機，實現上位機對溫度、pH值、溶解氧濃度等參數的實時監測。
2．1電源模塊
本系統中各個模塊所需的工作電壓均為3．3V，因此，可用2節AA電池通過電壓轉換電路得到3．3V，從而避免了使用市電供電，使系統更加無線化。
2．2WiFi無線通信模塊
本模塊采用的是GainSpan公司的GS1011片上系統，其內部集成了WiFi物理層，裝上天線和射頻功放即可完成數據的接收與發送，該芯片功耗超低，為雙ARM7核結構，其中一個用于處理數據鏈路層和物理層的工作，一個用于實現軟件應用。芯片內嵌的FLASH和SRAM用于儲存程序和數據，編程和調試可通過JTAG口實現;ADC，I2C總線，GPIO等接口用于接收來自傳感器采集到的數據信息，實現通過串口與單片機通信，其工作電壓為3．3V。
2．3處理器模塊
本次通與終端節點相連的處理器采用STC89LE52C單片機。該單片機IO口可模擬I2C接口來接收傳感器模塊采集到的數據信息，其工作電壓為3．3V。AP節點無需處理器。
2．4串口模塊
串口模塊采用MAX232實現了單片機模塊和WiFi模塊之間的通信，并通過USB轉串口進行程序配置。
2．5傳感器模塊
本設計中采用美國Dallas半導體公司生產的DS18B20數字化溫度傳感器，適用電壓范圍為3．0～5．5V;通過串行數據線DQ與單片機的P1．2口相連實現溫度數據的傳輸。DQ上需接一只4．7kΩ上拉電阻器，以實現對DS18B20的控制，完成讀寫溫度數據功能。pH值傳感器采用雷磁E—201—C型pH復合電極，溶解氧濃度傳感器采用雷磁公司的DO—955溶氧電極，傳感器終端與單片機連接的電路原理圖如圖4所示。
3節點軟件設計
在系統中，IEEE802．11b采用的是Infrasture組網模式，通信協議為TCP/IP，具體目標是為實現將傳感器采集到的數據匯聚到AP節點，在通過WiFi后傳輸至監測中心。具體的軟件設計步驟為:首先通過gs_flashprogram軟件編寫WiFiProtectedSetup(WPS)程序，且在程序中內嵌TCP/IP協議，將該程序燒寫入GS1011模塊;然后，通過Keil軟件對單片機進行編程設計，其軟件結構由AT指令，各傳感器的程序和API接口組成。在本系統中，傳感器節點定時向AP節點發送數據，AP節點定時接收，并通過WiFi傳輸至監測中心的上位機，實現對水質的溫度、pH值、溶解氧濃度等參數的實時監測。系統每30min采集一次水質參數，因此，可通過定時器來控制終端節點連續給AP節點的工作狀態，當定時器被喚醒時，向上位機發送數據，定時器滿，停止發送，進入休眠狀態，等待下一次定時器被喚醒。在進入休眠狀態時，終端節點與AP節點處于中斷狀態，且傳感器暫時停止工作。
4管理系統的實現
系統的管理核心為上位機，主要需實現串口接收程序和上位機管理程序等功能，本系統上位機通過MicrosoftVisualStudio2010軟件采用的是里面的MFC應用程序框架進行設計的上位機程序。從而實現對傳感器設計查詢、數據接收、數據存放及歷史數據查詢等功能，當監控人員登陸界面查找相關資料時，系統通過調用數據庫中的歷史數據，并且可以以視圖的形式將數據發送到客戶端，實現了遠程監控功能。
5系統測試
在某水產養殖基地對本設計系統進行了測試。實驗時部署了4個終端節點，分別放在4個養殖池中，部署2個路由節點，溫度傳感器、pH值傳感器、溶氧度傳感器集成在終端節點上。終端節點僅需2節普通5號電池。節點固定在魚塘中心位置，且內離水面1m處。傳感器終端每隔30min對水質參數進行一次采樣，并將采樣數據發送至上位機后，自動進入休眠狀態，等待下一次采樣指令的盜壘。其溫度、pH值、溶解氧濃度監測結果。
6結束語
