基于LoRa机制的水面网络技术与海洋水动力监测数据挖掘研究
发布时间：2020-12-23 04:38
随着海洋经济的发展,人类的海洋活动日益频繁,海洋水动力对人类活动有较大影响,研究海洋水动力对于溢油监测与扩散控制、赤潮发展与可追溯、海漂垃圾追踪与控制等有重大价值应用。目前研究海洋水动力的手段,包括ARGO系统、数值仿真模拟、遥感技术等,但这些技术手段存在成本高、投放困难、数据采集的精细化程度不够以及覆盖范围有限等缺点。为了快速、低成本、精细化地采集海洋数据并实现海域水动力监测,本论文采用基于LoRa机制的水面网络技术,投放大量可随潮流运动的微型浮标采集海洋数据,通过处理并分析数据,实现海洋水动力学的相关应用。本论文应用窄带物联网技术,设计基于LoRa通信机制的,带北斗定位功能的微型浮标,在一定海域内构建水面无线自组网络;以厦门湾海域为研究区域,建立水动力学仿真模型,通过在厦门湾海域投放大量可随潮流运动的微型浮标,采集小尺度海域水面水动力学参数;通过对仿真数据与实测数据的处理与分析,实现海域水动力数据可视化;论文还开展厦门湾水动力学平衡以及九龙江口泥沙沉积追踪应用。
【文章来源】：集美大学福建省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ROMS模型框架
集美大学硕士学位论文基于LoRa机制的水面网络技术与海洋水动力监测数据挖掘研究6图2-2运行流程2.2厦门湾水动力模型构建模型区域包括厦门岛边海域（24.26°～24.70°N，117.82°～118.62°E），模拟区域如图2-3所示。模型水平网格分辨率为200米，垂直网格划分为10层。模型的开放边界由8条主要潮流驱动(M2、S2、N2、K2、K1、O1、P1、Q1)，其中各潮汐分量的谐波数据采用俄勒冈大学OTPS模型提供的潮汐谐波常数。由于港湾的水深较浅，水体性质垂向均匀，因此采用了ROMS中的二维模块进行模拟，即将问题简化为二维的浅水模式，其控制方程组为：垂向平均的动量方程组见式（2-1）（2-1）（2-2）垂向平均的连续性方程见式（2-3）=0（2-3）其中，U、V为x与y方向的垂向平均流速分量。，为水位，H为平均水深，D为总水深。f为科氏参数。Am为水平方向的涡动粘滞系数。为底部摩擦应力，r为摩擦系数。通过以上方法步骤运行ROMS，获得厦门岛周边海域水深分布模拟图，如图2-3所示。由图可见，南部有两股潮波传入厦门海域后，一股经厦门东部海域进入同安湾，另一股经厦门港进入厦门西部港区和河口湾及九龙江下游。北部的潮流经过围头湾，进入大峭南部
集美大学硕士学位论文基于LoRa机制的水面网络技术与海洋水动力监测数据挖掘研究7的一个大型浅水区。在同安澳头至金门五沙角段附近海域，涨潮时与南部潮流汇合[28]。图2-3模型模拟区域及水深分布应用ROMS模型得出厦门湾海域流场分布和潮位变化图，如图2-4所示（b图中箭头代表水流方向）。根据水动力学模型的计算结果，并结合潮位图选取厦门岛周边海域低平潮时刻（2018年11月26日11时）作为起始时间，分别在厦门大桥两侧以及海沧大桥下布放微型浮标。该时刻对应的潮高如图2-4（a）中红色标记所示。(a)潮位图
【参考文献】：
期刊论文
[1]河北近海海域海冰时空变化遥感监测分析[J]. 徐雯佳,徐永利,田力. 海洋环境科学. 2020(02)
[2]青草沙水库水面无线网络覆盖及其应用[J]. 黄晨,万力. 科技与创新. 2018(09)
[3]基于LORA技术的停车场车位显示平台设计[J]. 张雨晨,陈文钊,梁振奇,唐少虎. 智能城市. 2018(06)
[4]基于LoRa的海洋多功能信标组网及特性研究[J]. 綦声波,张峰,姚鹏. 海洋科学. 2018(01)
[5]基于嵌入式Linux的水文监测系统[J]. 冷建伟,沈芳婷. 电子设计工程. 2017(14)
[6]气象强迫场时间频率对ROMS模式高分辨率数值模拟的影响分析[J]. 周立佳,党振中,董慧超,白东宇,艾阳. 海洋技术学报. 2017(02)
[7]物联网技术下水文监测系统构建研究[J]. 李杰. 水利规划与设计. 2017(04)
[8]黄海绿潮分布年际变化分析[J]. 黄娟,吴玲娟,高松,李杰. 激光生物学报. 2014(06)
[9]发展海洋环境监测的意义和作用[J]. 马春生,潘红,周洪英,陈文宾,马卫兴,林艳,赵栋. 科技创新导报. 2010(02)
硕士论文
[1]基于SpringBoot框架对P2P借贷平台的设计与实现[D]. 桂晨晖.电子科技大学 2019
[2]基于Web船载服务器的机舱监测与报警系统研发[D]. 陈文.集美大学 2019
[3]LoRa应用关键技术研究[D]. 陈宇翔.杭州电子科技大学 2019
[4]水文监测遥控船控制及监测系统设计与实现[D]. 李世林.沈阳工业大学 2018
[5]极端降水对港口及其集疏运通道的影响研究[D]. 杨啸.大连理工大学 2017
[6]基于物联网的水文监测系统设计[D]. 熊万.长江大学 2017
[7]基于ROMS的海洋流场与温度场的数值模拟仿真研究[D]. 郭树波.东北大学 2017
[8]分汊型沙质浅滩航道整治研究[D]. 赵蕊.重庆交通大学 2016
[9]水动力条件对硅藻生长及空间分布的影响研究[D]. 於阳.重庆大学 2016
[10]基于Mesh网络的嵌入式DNC系统研究[D]. 石志亮.重庆大学 2016
本文编号：2933086
【文章来源】：集美大学福建省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ROMS模型框架
集美大学硕士学位论文基于LoRa机制的水面网络技术与海洋水动力监测数据挖掘研究6图2-2运行流程2.2厦门湾水动力模型构建模型区域包括厦门岛边海域（24.26°～24.70°N，117.82°～118.62°E），模拟区域如图2-3所示。模型水平网格分辨率为200米，垂直网格划分为10层。模型的开放边界由8条主要潮流驱动(M2、S2、N2、K2、K1、O1、P1、Q1)，其中各潮汐分量的谐波数据采用俄勒冈大学OTPS模型提供的潮汐谐波常数。由于港湾的水深较浅，水体性质垂向均匀，因此采用了ROMS中的二维模块进行模拟，即将问题简化为二维的浅水模式，其控制方程组为：垂向平均的动量方程组见式（2-1）（2-1）（2-2）垂向平均的连续性方程见式（2-3）=0（2-3）其中，U、V为x与y方向的垂向平均流速分量。，为水位，H为平均水深，D为总水深。f为科氏参数。Am为水平方向的涡动粘滞系数。为底部摩擦应力，r为摩擦系数。通过以上方法步骤运行ROMS，获得厦门岛周边海域水深分布模拟图，如图2-3所示。由图可见，南部有两股潮波传入厦门海域后，一股经厦门东部海域进入同安湾，另一股经厦门港进入厦门西部港区和河口湾及九龙江下游。北部的潮流经过围头湾，进入大峭南部
集美大学硕士学位论文基于LoRa机制的水面网络技术与海洋水动力监测数据挖掘研究7的一个大型浅水区。在同安澳头至金门五沙角段附近海域，涨潮时与南部潮流汇合[28]。图2-3模型模拟区域及水深分布应用ROMS模型得出厦门湾海域流场分布和潮位变化图，如图2-4所示（b图中箭头代表水流方向）。根据水动力学模型的计算结果，并结合潮位图选取厦门岛周边海域低平潮时刻（2018年11月26日11时）作为起始时间，分别在厦门大桥两侧以及海沧大桥下布放微型浮标。该时刻对应的潮高如图2-4（a）中红色标记所示。(a)潮位图
【参考文献】：
期刊论文
[1]河北近海海域海冰时空变化遥感监测分析[J]. 徐雯佳,徐永利,田力. 海洋环境科学. 2020(02)
[2]青草沙水库水面无线网络覆盖及其应用[J]. 黄晨,万力. 科技与创新. 2018(09)
[3]基于LORA技术的停车场车位显示平台设计[J]. 张雨晨,陈文钊,梁振奇,唐少虎. 智能城市. 2018(06)
[4]基于LoRa的海洋多功能信标组网及特性研究[J]. 綦声波,张峰,姚鹏. 海洋科学. 2018(01)
[5]基于嵌入式Linux的水文监测系统[J]. 冷建伟,沈芳婷. 电子设计工程. 2017(14)
[6]气象强迫场时间频率对ROMS模式高分辨率数值模拟的影响分析[J]. 周立佳,党振中,董慧超,白东宇,艾阳. 海洋技术学报. 2017(02)
[7]物联网技术下水文监测系统构建研究[J]. 李杰. 水利规划与设计. 2017(04)
[8]黄海绿潮分布年际变化分析[J]. 黄娟,吴玲娟,高松,李杰. 激光生物学报. 2014(06)
[9]发展海洋环境监测的意义和作用[J]. 马春生,潘红,周洪英,陈文宾,马卫兴,林艳,赵栋. 科技创新导报. 2010(02)
硕士论文
[1]基于SpringBoot框架对P2P借贷平台的设计与实现[D]. 桂晨晖.电子科技大学 2019
[2]基于Web船载服务器的机舱监测与报警系统研发[D]. 陈文.集美大学 2019
[3]LoRa应用关键技术研究[D]. 陈宇翔.杭州电子科技大学 2019
[4]水文监测遥控船控制及监测系统设计与实现[D]. 李世林.沈阳工业大学 2018
[5]极端降水对港口及其集疏运通道的影响研究[D]. 杨啸.大连理工大学 2017
[6]基于物联网的水文监测系统设计[D]. 熊万.长江大学 2017
[7]基于ROMS的海洋流场与温度场的数值模拟仿真研究[D]. 郭树波.东北大学 2017
[8]分汊型沙质浅滩航道整治研究[D]. 赵蕊.重庆交通大学 2016
[9]水动力条件对硅藻生长及空间分布的影响研究[D]. 於阳.重庆大学 2016
[10]基于Mesh网络的嵌入式DNC系统研究[D]. 石志亮.重庆大学 2016
本文编号：2933086
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