[实用新型]基于无线传感器网络的校园环境教育信息系统

说明书

技术领域

本实用新型属于无线传感技术技术领域，涉及一种基于无线传感器网络的校园环境教育信息系统。

背景技术

随着各种环境污染问题在全球范围内的进一步蔓延及对人类生存的威胁日益明显，气候问题以及环境的可持续发展问题已经成为各种国际会议桌上的重要议题。受全球气候变化的影响，近些年来我国气候变化也十分明显，极端天气/气候事件与灾害的频率和强度明显增大，水资源短缺和区域不平衡加剧、生态环境恶化、沿海地区经济社会发展受到威胁。近些年来，发展“低碳经济”、保护地球环境、实现可持续发展成为国际社会共同关注焦点。由于人口和资源的巨大压力，中国的环境问题备受国内外媒体和公众的关注。在这样的背景下，对全民，尤其是青少年一代进行环境保护知识的科学普及被公认为是全球可持续发展进程中最重要的战略之一。

目前，一些国家和地区已经开展了自动气象信息观测系统的研发，并推出一系列相关产品，如戴维斯系列和维萨拉系列。此外，基于一些环境要素的监测系统也相继报道，但大都采用有线方式或付费的无线方式（如GPRS通讯）搭建，且都未能应用到环境教育学习中。而我国现阶段的环境教育也存在着一系列的不足，主要表现在：

1）环境教育的手段落后。最直接的表现是人们对身边环境的信息了解不够，只能通过气象台定期发布的较大区域的前期预报、新闻报道等途径获取环境信息，不能实时地了解本人所处校园中的环境要素信息。

2）环境教育的形式单调、影响范围有限。环境教育主要以环保讲座、环保宣传、环保竞赛等类型的活动为主，形式单一且被动。环境教育活动的辐射范围和影响范围十分有限，一般是单个学校里的个别年级和班级。

综上所述，设计和建立适用于校园区域的环境参数观测站，对校园的环境进行实时观测，借助因特网进行信息传送与发布，为学生和广大市民提供环境信息服务、环境知识普及、在线探究等活动，从而有效推动我国环境教育的发展，已经十分紧迫而重要。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种基于无线传感器网络的校园环境教育信息系统。

本实用新型解决技术问题所采取的技术方案：

基于无线传感器网络的校园环境教育信息系统，包括多个数据采集单元，数据分析单元和上位机。

每个数据采集单元与数据分析单元信号连接，数据分析单元与上位机信号连接，所述的数据采集单元采集校园范围内的环境信息；该环境信息包括温度、湿度、风速、风向、雨量、气压和总辐射。

数据采集单元由环境要素智能传感器节点，无线数据采集器和本地监控主机组成，多个环境要素智能传感器节点与无线数据采集器信号连接，无线数据采集器与本地监控主机信号连接。

所述的环境要素智能传感器节点由环境要素传感器，适配模块，太阳能供电装置和ZigBee无线模块构成；环境要素传感器与适配模块信号连接，适配模块与ZigBee无线模块信号连接，太阳能供电装置为环境要素传感器，适配模块和ZigBee无线模块供电。

本实用新型具有的有益效果是：提出了构建面向校园的分布式小尺度环境观测信息系统；构建了模块化的无线传输的采集系统；提供有面向移动设备的环境信息查询服务。

附图说明

图1 是本实用新型的结构示意图；

图2 是数据采集子系统结构示意图；

图3 是环境要素智能传感器节点结构示意图；

图4 是MVC组件模型示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例进一步阐明本实用新型，但不构成对本实用新型的限制。

如图1所示，基于无线传感器网络的校园环境教育信息系统，包括多个数据采集子系统（即数据采集单元），数据分析子系统（即数据分析单元）和上位机（由环境信息门户网站和环境教育子系统构成）。每个数据采集子系统与数据分析子系统信号连接，数据分析子系统与上位机信号连接。

如图2和图3所示，数据采集子系统是一个由太阳能供电、分布式传感器网络感知、无线数据传输组成的小型环境要素数据采集系统，它可以实时或定时采集小区域范围内的气候条件、空气质量、环境噪声等数据并发送到远程服务器中。