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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。
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。