近些年来,全球经济的飞速发展带来信息化、网络化、智能化的飞速发展,但同时带来了环境污染问题,采用有效的监测系统是保护环境的有效措施.传统的环境监测方法通过人工监测或依靠环境监测站采集环境信息,这种方法容易受人力及恶劣天气的影响.同时,监测站存在仪器布线复杂、监测范围小、设备昂贵、数据传输不及时等问题.无线传感器网络的环境监测系统有效地避免了以上问题,具有传感器节点便宜,成本低,环境监测的信息化、网络化,数据的实时显示和处理等优点[1].

ZigBee技术作为一种近距离、低复杂度、低功耗、低成本的双向无线通信技术,目前已在智能建筑[2]、智能交通[3]、公共安全[4]、数字化医疗[5]、农业[6]、林业[7]、煤矿[8]等多个领域获得广泛应用.本文设计了基于ZigBee技术的环境监测系统,包括硬件电路设计和软件设计.选用不同的传感器对环境中的PM2.5、CO2、温度、光照等信息进行采集.以ZigBee协议组网进行无线通信,采用GPRS通信技术作为协调器节点与上位机之间联系,实现了远距离数据传输.经NS2软件仿真,数据信息采集及时、准确,可应用在环境监测中.

在这些动词与“过”的组合中，“过”是“经过”的意思，表示“空间上的位移”，而这些动词“趋”“往”等与“过”的结构是连动关系，这些都对“过”的语法化有重要的影响。所以先秦时期，当“过”为动词时候“动词+过”的情况为“过”的语法化奠定了基础。

1 环境监测系统设计

1.1系统总体架构

环境监测网络的总体结构如图1所示.

  

图1环境监测网络结构Fig.1 Structure of theenvironment monitoringnetwork

图1中,小圆圈表示传感器节点,传感器网络由多个相同的传感器节点构成,对数据进行采集、处理,经过卫星信号传输给远程终端上位机,使用户得以实现对环境信息的实时监测与处理.

本文通过对1983 年至2018 年，CNKI 检索到的关于中文分词的文献进行统计和综述工作，得到了关于年度、项目、机构和主题的统计结果，综述了关于中文分词的算法、歧义词、未登录词和分词系统的相关研究内容，最后总结了研究的发展趋势。

1.1.1无线传感器监测节点设计 图1网络采用ZigBee技术实现传感器网络的通信,无线传感节点按功能可分为全功能器件（FFD）和简化功能器件（RFD）.全功能器件功能强大、存储容量大、通信能力强,可实现数据的发送与接收、处理与存储,具有全双工的通信方式,可以作为ZigBee网络中的汇聚节点.终端设备节点仅需要完成数据的接收与发送,无需具有路由与协调功能,因此可以使用简化功能器件.

协调器作为整个网络中的核心设备,其程序的设计在网络实现中起着重要的作用.首先使系统上电,然后对协调器设备进行初始化设置,接着开始信道扫描,选择未被占用且能量消耗小的信道建立网络,获得一个PAN地址,之后路由器和终端设备就可以对该协调器发出加入该网络的请求,经判断,若符合加入网络的条件,则该节点加入网络后会定时向协调器对所采集到的数据进行发送或转发.图7为协调器的工作流程.

  

图2传感器节点结构Fig.2 Sensor nodestructure

图2中,各类传感器主要对环境的各项指标进行信息采集,然后将信息传给处理器,处理器通过无线通信将信息传送到中心上位机.

图3中,CC2530通过串行接口DATA和SCK与SHT11进行通信,SHT11的DATA脚与控制器的P0.0相连,用于读取数据.SHT11的SCK脚与控制器的P0.1相连,用于保持信号同步.

1.2.2.1温湿度传感器 采用Sensirion公司生产的SHT11型集成数字温湿度传感器,传感器模块与CC2530的接口原理图见图3.

1.2终端设备节点硬件结构设计

1.2.1微处理器模块设计 终端设备节点的控制器模块采用TI公司生产的CC2530芯片,监测网络的路由节点与协调器节点同样使用该芯片作为控制芯片,它的主要功能是用来组建无线网络且支持IEEE802.15.4/ZigBee协议.节点通过ZigBee传输的指令控制,使用温度传感器、光照传感器和PM2.5传感器,对环境数据进行采集,实现监测系统的数据采集要求.

2010年《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》，提出要建立“现代职业教育体系”，并对“现代职业教育体系”的内涵不断完善。我国从 21 世纪 80 年代开始关注中高职衔接问题，中高职衔接是我国职业教育健康发展的关键课题之一。中高职衔接的模式主要有五年一贯制、分段贯通制(3+2、2+3、3+3及4+2制)、对口单招、其他如自考函授委培等，“3+3”分段培养是中高职衔接的其中一种模式。中高职衔接“3+3”分段培养的典型特征是“两层直通，两校协同，两段衔接”，在发挥高职院校带头作用的同时，中高职通力合作，培育系统掌握专业理论知识，又具有娴熟实践技能的高素质技术技能型人才。

摘 要：为了适应社会经济发展的需要，我国教育部曾提出要将一些本科院校转型为应用型本科院校，目前将近80%的本科院校已经将应用型人才的培养作为人才培养的目标。新形势下应用型本科财务管理专业课程的设置成为我们需要思考的新内容，不但要满足学生学习财务、金融管理方面的内容，还要使学生能够具备财务分析、解决金融问题的能力。

1.2.2.2光照传感器 采用ROHM公司的BH1750型传感器,其实际工作电流小于0.1μA.光照传感器与控制器的接口电路原理图见图4.

网状网络结构（mesh network）包括终端节点、路由器和协调器.该结构中终端节点与路由器进行通信,路由器与协调器进行通信,且路由器之间可以相互通信,相当于在树形结构的基础上增加了路由器间的通信.其特点为：多个FFD节点之间都可以与在其范围内的节点进行通信,节点间进行通信时可由多条路径到达目的地,因此出现路径堵塞时,可以转由另一条路径进行通信,提高了网络信息传输的可靠性.不足之处在于网络结构复杂,不易管理,耗能相对较高.

  

图3温湿度传感器接口Fig.3 Interfaceschematic diagramof temperatureand humidity sensor

1.1.2网络拓扑结构 ZigBee网络拓扑结构可分为3种：星形网络、树状网络、网状网络.由于环境监测要求的面积大、范围广,环境因素复杂,干扰性大,因此本文选用网状结构,扩大其监测范围,增强信息传输的可靠性,

1.2.2传感器模块设计 根据监测环境指标的需求,各个传感器节点需要能够同时监测空气中的温度、光照、CO2、PM2.5等指标.从环境监测各方面的要求来看,要选用精度高、性价比高、电路连接简便的传感器[10].

  

图4光照传感器接口Fig.4 Interfaceschematic diagramof light intensity sensor

图4中,ADDR端口接地,时钟端SCL和数据端SDA两个串行接口与CC2530连接[11].

1.2.2.3 PM2.5传感器 采用夏普公司的GPZY1010AUOF型粉尘传感器,其工作电压为5 V,采集周期不到0.01 ms,具有分辨烟雾和灰尘的功能.如图5所示,传感器输出的电压值输入到AD7896转换器中,送入CC2530芯片中.

  

图5粉尘传感器接口Fig.5 Interfaceschematic diagramof dust sensor

1.3网关节点设计

网关的首要功能是进行网络的建立,包括网络的启动和网络的配置,应包含两种网络协议,可以完成网络的转换,能对数据进行处理和存储.本文设计的网关设备的框架如图4所示,它包括GPRS无线数据传输模块、CC2530控制器模块、S3C2440ARM模块等部分.网关节点的具体工作过程为各个终端节点的传感器采集信息成功后,采用ZigBee协议将信息传输至网关节点,网关节点对接收到的信息进行处理,并进行协议的转换,将信息通过GPRS模块进行远程传输.GPRS通信技术依靠GPRS网络,在网络覆盖范围内快速组建数据通信以实现实时远程数据的传输.网关节点通过GPRS模块的GPRS信号发射端口与远程控制中心进行链接[12].

  

图6 ARM芯片的接口框架Fig.6 Interfaceframediagramof ARMchip

2 系统软件设计

本文研究的环境监测系统的软件设计包括3类节点的控制程序设计和数据上传程序设计.其中节点处的程序设计包括基于ZigBee网络层的控制程序和传感器采集数据程序设计.

2.1协调器程序

具有全功能的单个无线传感器节点的组成见图2.按其功能可分为：处理器模块、电源模块、传感器模块、无线通信模块[9].

中国农业大学水利土木工程学院党委书记杨培岭以《节水灌溉技术的未来发展方向和趋势》为题进行了精彩演讲，他呼吁要深入基础理论研究，加快节水灌溉科研成果的转化，实现节水灌溉技术的创新。要推广自动化控制系统，加强节水灌溉设备质量的监管控制，加强水资源管理，合理确定水价，建立健全节水灌溉体系服务。

  

图7协调器程序流程Fig.7 Coordinator programflowchart

2.2路由节点程序

路由设备上电后,首先进行初始化,然后搜索附近网络,对协调器发出入网请求.其主要功能是将终端设备节点发送来的数据信息转发至协调器,并对终端节点的采集过程进行控制,同时也接受协调器的数据采集命令,进行数据采集.路由节点程序设计流程如图8所示.

  

图8路由节点程序流程Fig.8 Routing node programflowchart

2.3传感器采集数据程序

数据采集设备上电后,同样先进行初始化设置,然后对周围网络进行搜索并发出入网请求.加入网络后,各个终端采集节点根据预设的程序进行周期性的数据采集并定时向路由器设备和协调器设备发送采集到的环境信息.本文涉及到的环境信息中,温度传感器和光照传感器输出的是数字信号,其端口直接与CC2530的I/O口相连,PM2.5粉尘传感器输出的则为模拟信号,需要通过A/D转换器将其转换为数字信号然后和芯片再相连.传感器程序设计流程如图9所示.

由于CC2530内部已经包含了许多必要电路,因此只需要扩展必要的外围电路就能实现信号收发功能.

  

图9传感器程序流程Fig.9 Sensor programflow chart

3 仿真及结果分析

3.1仿真场景建立

NS2是一款面向对象的离散事件网络模拟器,它可以仿真有线和无线网络的TCP、路由和多播等协议[13].在NS2软件中,仿真场景的建立如图10所示.该场景为网状拓扑结构的ZigBee网络仿真,包含手动布置的50个节点.

秀容月明脸上带伤，眼里都是血丝，他进了酒店，没人认出他是秀容元帅。店主人是个胖老头，招呼他坐下：“今晚来喝酒的，我一文钱不收，只是没几个菜，你们将就着吃吧。”

  

图10仿真场景示意Fig.10 Simulation scenario diagram

仿真参数的设定如表1所示.

 

表1仿真参数设定Tab.1 Simulation parameter setting

  

设定值1 500 m*1 500 m 100 s 70 B 10 J 0.065 4 W 0.032 2 W 3-9 3-9 CBR仿真参数仿真场景大小仿真时间数据包大小节点初始能量节点发送能量节点接收能量信标级数超帧级数数据流类型

3.2仿真结果分析

3.2.1丢包率 丢包率分析见图11.

  

图11丢包率分析Fig.11 Packet lossanalysis

由图11可以看出,该网络模型下的路由协议具有一定的修复能力,接收率随着节点个数的增加呈现缓慢下降的趋势,但节点增加至50个时仍能保持接收率在75%以上.

3.2.2延迟时间 延迟时间分析见如图12.

  

图12延迟时间分析Fig.12 Delay analysis

由图12可以看出,数据的传输延迟时间随着节点个数的增加而增长,且从总体上来看呈线性变化.

对所获得的不同土地利用方式大型土壤动物数据进行整理和统计，并加以分析。土壤动物多度等级划分[16]：某类群个体数量占总捕获量10%以上为优势类群（+++），1%-10%为常见类群（++），＜1%为稀有类群（+）。运用Shannon-Wiener多样性指数（H）、Pielou均匀性指数（J）、Simpon优势度指数（C）、Margalef丰富度指数（D）描述土壤动物群落结构特征。各指数计算公式如下：

4 小结

本文建立了无线传感网络的整体构架,采用CC2530型芯片作为网络中各节点的控制器,对数据的收发处理进行控制.采用不同种类的传感器对环境的各项指标进行检测,并将数据打包发往协调器节点,最终利用GPRS技术将数据通过卫星信号发到终端.设计中包括了各部分节点的主要硬件电路设计、芯片的软件程序设计、路由协议的制定以及NS2的初步仿真.

拔牙位点的保存对牙槽骨的保存有着重要作用，随着CGF的出现，拔牙位点保存多了一种比较理想的方法。朱佳[17]在临床上通过对因外伤或慢性根尖周炎无法保留的20颗前牙放入CGF与Bio-Oss骨粉混合物，术后20个拔牙位点愈合良好，术后18个月，龈乳头和龈缘高度恢复良好。提示CGF联合植骨材料在拔牙位点保存的运用值得推广。

参考文献：

[1]张亚锋.基于ZigBee无线传感网络的草原环境监测系统设计[J].电气自动化,2015,37（4）：27-29.

[2]陈超,周锦荣,郑楠.基于DSP和ZigBee技术的多点分布式火灾监测系统设计[J].黑龙江八一农垦大学学报,2016,28（1）：93-99.

[3]李文翔,黄勤珍.基于ZigBee组网的智能应急灯控制系统[J].西南民族大学学报（自然科学版）,2017,43（3）：291-297.

[4]赵琳娜,宝力高,孙可,等.基于ZigBee的火电厂储煤自燃监控系统的研究与设计[J].内蒙古民族大学学报（自然科学版）,2015,30（4）：287-291.

[5]李建设,张友能.新型ZigBee无线传感器网络的心电监护系统的研究与设计[J].长春大学学报,2015,25（6）：24-29,52.

[6]许秀英,韩静,石建飞,等.水稻田间环境参数无线智能监测系统[J].黑龙江八一农垦大学学报,2013,25（5）：70-73.

[7]靳仁昌,赵金川,包长春,等.基于ZigBee技术的森林防火预警系统设计[J].河北科技师范学院学报,2009,23（2）：56-59.

[8]高伟霞,张永峰,韩新凤.基于ZigBee的矿井人员定位系统的设计[J].赤峰学院学报（自然科学版）,2014,30（2下）：14-15.

[9]王泰然,徐建城,刘慧卓.开放式的无线传感器网络节点平台设计[J].电子设计工程,2013,21（5）：84-87.

[10]郭文强,张玉杰,侯勇严,等.无线传感器网络在环境监测系统中的设计与应用[J].陕西科技大学学报,2012,30（4）：81-84.

[11]孙玉文.基于无线传感器网络的农田环境监测系统研究与实现[D].南京：南京农业大学,2013.

[12]马悦.无线传感器网络在近海环境监测中的应用研究[D].大连：大连海事大学,2014.

[13]高远.基于NS2的网络控制系统研究[D].芜湖：安徽工程大学,2014.