网络环境检测范例

网络环境检测范文1

关键词：IPv6；入侵检测；模式匹配；蜜罐技术

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)18-2pppp-0c

Research of Network Intrusion Detection System Based on IPv6 Environment

ZHANG Jun,ZHONG Le-hai

(College of Computer Science, China West Normal University,Nanchong 637002,China)

Abstract: IPv6 will be the core technology in the next generation Internet. Therefore, the study on intrusion detection system in IPv6 is closely linked with the next generation Internet .After analyzing the fundamentals of network security system today and the primary characteristics of IPv6,a framework of intrusion detection system in IPv6 was put forward. A pattern matching by using improved KMP, and using Honeypot technology.

Key words:IPv6;network intrusion detection;pattern matching;Honeypot technology

1 引言

防火墙作为一种边界安全设施能比较有效地保护网络内部的非法访问。由于传统防火墙所暴露出来的不足和弱点，引发了人们对入侵检测系统（IDS）技术的研究和开发。入侵检测系统为网络安全提供实时的入侵检测及采取相应的防护手段。随着下一代网络的发展，IPv6提供了较好的安全体系结构，IPv6安全机制的引进，增强了网络层的安全性。同时，IPv6安全机制的应用对现有的网络安全体系也提出了新的要求和挑战。由于入侵手法层出不穷，入侵检测系统很难检测到新的入侵行为，蜜罐技术的引入能够很好的解决这一问题。

入侵检测是指通过对行为、安全日志或审计数据或其它网络上可以获得的信息进行操作，检测到系统的闯入或闯入的企图。入侵检测技术，它是一种主动保护自己免受黑客攻击的新型网络安全技术，进行入侵检测的软件与硬件的组合便是入侵检测系统[1]。

Spitzner认为，蜜罐是一个信息系统资源，其价值就在于它的资源被未授权或非法使用。蜜罐系统通过伪装成带有漏洞的真实系统来吸引黑客进入，并记录黑客在其中的活动。我们通过分析蜜罐记录的数据就可以很轻松的了解到黑客的动向及其使用的新方法等信息。本文引入蜜罐技术是为了记录黑客行为，提取出入侵规则，把新的入侵规则添加到入侵检测系统的规则库中，从而使入侵检测系统能够检测出新的入侵行为。

由于IPSec作为IPv6的下一代互联网的必选协议，它从协议上保证了数据传输的安全性。该协议定义了认证报头和封装安全载荷报头，实现了基于网络层的身份认证，确保了数据包的完整性和机密性，在一定程度上实现了网络层安全[2]。由于在IPv6下网络的安全问题仍然突出，入侵系统作为一种有效的网络安全工具，它依然在IPv6环境下发挥着重要作用。

2 IPv6网络入侵检测系统结构

入侵检测系统广泛采用成熟的模式匹配技术，针对IPv6的特点，本系统采用将协议分析技术与规则

匹配技术相结合的IPv6网络入侵检测系统框架，使用改进的KMP算法来检测入侵行为。IPv6网络入侵检

基金项目：四川省科技攻关资助项目（No:05GG009-018）

；钟乐海（1963-），男，四川广安人，博士，西华师范大学计算机学院教授，硕士导师，研究方向：计算机网络应用技术及信息安全技术

测的基本思想是：捕获目标地址属于受保护网络的数据包，送往协议分析模块，通过具体协议字段分层次协议，送往相应协议解析器，分析数据包的数据部分，再根据特征库中的模式进行模式匹配，判断该数据包是否有入侵企图，最后由响应模块对该数据包做出相应的响应[3]，IPv6网络入侵检测系统结构如图1所示。

图1 IPv6网络入侵检测系统结构图

2.1 数据采集模块

数据采集模块是底层模块，它是网络入侵检测系统的基本组成部分，是实现整个入侵检测系统的基础。。

基于IPv6的网络入侵检测系统采用专门为数据监听应用程序设计的库文件WinPacp来实现包捕获模块，这样可以不了解网络的数据链路层细节。

WinPacp是基于BSD系统内核提供的BPF设计的，利用BPF的信息过滤机制可以去掉用户不关心的数据包，从而提高系统的工作效率[4]。

2.2 中层模块

中层模块是IPv6网络入侵检测系统的核心，它由协议解码模块和规则匹配模块组成。协议解码模块是对捕获的数据包进行协议解码，解析成协议数据的格式，并分辨各个协议的头部和负载，进一步分析出头部中的各个字段；规则匹配模块对协议解析模块提交的数据进行匹配算法和规则库中的规则进行比较分析，从而判断是否有入侵行为。

2.3 高层模块

高层模块包括响应模块和界面管理模块。当入侵检测系统发现系统有入侵事件发生时，就要让系统管理员等相关安全人员指导已经有安全问题发生，并需要采取相应的响应措施。响应模块主要功能是对经过检测的数据包执行具体的响应，是入侵检测系统不可缺少的一部分。

从响应的方式上分，入侵检测系统的响应可分为主动响应和被动响应，本文采用主动响应和被动响应向结合的方式来对入侵行为做出响应。

3 一种改进的模式匹配算法

网络环境检测范文2

水产养殖池水中的参数对养殖环境的控制及鱼类的生长至关重要，需要工作人员定期采集并实时控制养殖环境以保证鱼类能有一个健康的生存环境，但这种方式难以避免工作人员缺勤的情形，为确保人员到位和采集信息的准确性，通过RFID技术完成对人员的定位跟踪，同时还可提供养殖环境的信息，以便工作人员及时调节养殖环境的参数，减小养殖损失。当工作人员抵达采集信息处时，RFID模块会自动识别人员配备的电子标签，并把此时采集到的信息同人员的编号一起传送到信息中心，以确保工作人员的出勤率以及数据采集的准确性。传统的人工采集记录数据信息的方式存在效率低，并且容易出现记录错误的弊端，通过养殖池水环境监测信息的智能采集，借助于无线传感技术，安装特殊功能传感器实现池水环境信息自动化采集及对整个养殖区域的监控需求，系统工作流程如图1所示。

2数据采集功能

无线传感器模块是养殖环境监测系统的基础，在养殖池适当的区域安放温度、溶解氧、pH值及光照数据的无线传感器网络节点，准确采集水产养殖环境的数据信息。无线传感器模块的设计框图如图2所示。图中包括传感器、处理器、通信功能以及电源4个子模块。由于实际要求的差异，无线传感器模块4个子模块的硬件构成不尽相同，然而各子模块的功能基本相同。传感器子模块实现养殖环境的数据采集功能，并将采集到的信息转换成处理器可以识别的信息；处理器子模块调节整个无线传感器模块的工作状态，完成对自身采集信息和来自其他模块数据的处理，并实现与其他模块间的信息交流；通信功能子模块完成与其他模块间的信息通信以及收发采集到的数据；电源子模块主要负责提供模块正常工作需要的能量，一般使用微型电池。本文选用Ateml公司生产的AVR系列高性能、低功耗8位单片机ATmega128L，该芯片是一颗真正的系统芯片；在芯片内部集成了128KB的可编程闪存，具有锁定位、可选择的启动代码区进而通过片内的启动程序实现系统内编程，同时，其电压工作范围为2．7～5．5V。传感器采集到的数据信息通过AT－mega128L进行AD转换为数字信号，由无线通信模块负责将得到的数字信号输出。

3信息通信功能

3．1无线传感器网络

无线传感器网络的拓扑结构采用星网结合，各个采集点单独形成局部的无线传感器网络，通过中继节点将局部网络传出的数据汇聚传送到信息中心。各个采集点的无线传感器网络中都布置了传感器，这些传感器负责完成养殖环境的信息检测，即对池水温度、溶解氧浓度、pH值以及光照强度的信息采集。传感器采集到原始信号后，只有将模拟信号转换为数字信号才能通过无线网络进行传输，转换过程需要模拟信号放大器、A／D转换器、信号处理器等。传感器节点通过自组织功能将采集到的数据以单跳或者多跳的形式发送给中继节点。

3．2Wi－Fi传输

通常架设无线网络的基本配备是无线网卡及一台AP，足以实现无线模式，架设费用和复杂程度远远低于传统的有线网络。中继节点汇集到信息后通过Wi－Fi无线网络传输到信息处理中心，通过Wi－Fi接入点实现无线传感网之间的信息通信以及数据处理功能，Wi－Fi接入点既有普通站点的特点，同时可以实现接入到分配系统的功能。

4信息处理中心

4．1数据库管理

应用软件使用ADO设计连接ORACLE，具有采集信息的存档、当前或者历史信息的检索功能，实现对采集点采集到的数据的处理与存储。ADO设计开发中采用了较多的Command对象，同时采用ANSISQL语句实现对数据库的控制。鉴于实际操作中数据库中需要存档的数据量较大，因此数据的访问能力非常重要。而Command类的重复应用性比较好，可以把数据库的细节封入SQL里，当数据链表的内容改变时，可以只改正SQL语句就可以保证应用程序架构的稳定性。

4．2监控系统

为提高养殖人员对养殖环境的监视效率，本系统提供了良好的人机交互模块，含有信息实时显示、数据的历史查询模块、巡检人员的路径显示模块等功能。

5结束语

网络环境检测范文3

（杭州职业技术学院机电系，浙江 杭州 310018）

【摘　要】基于无线传感器网络的大气环境监测系统由传感器网络节点、嵌入式网关和监测中心三部分组成。其中，传感器网络节点以ATmega16单片机为控制核心构成，配置了符合环境监测标准的各种传感器，可对10种大气环境变量和气象参数连续自动监测，并采用ZigBee无线通信模块将环境数据传送到嵌入式网关。该网关以S3C2440A处理器和嵌入式Linux操作系统为平台，还配置了触摸式人机界面，不仅能采集大气环境数据，还可接入Internet，实现大气环境变量和气象参数值远传。监测中心接收嵌入式网关上传的环境监测数据，存入基于Access 2007的大气环境信息关系型数据库，并提供查询等数据管理功能。

关键词 环境监测；无线传感器网络；ZigBee；无线通信；嵌入式系统

0　引言

环境监测是为保护环境和保障人群健康，运用化学、生物学、物理学和公共卫生学等方法间断或连续地测定环境中污染物的浓度，观察、分析其变化和对环境影响的过程[1]。。世界各国都致力于控制和减少环境污染，研究环境可持续发展的绿色方案，我国也提出了发展低碳经济的战略目标，并对环境自动监控提出了更高的要求。

大气环境监测系统所获得的环境数据应能够准确、及时、全面地反映特定区域环境的质量现状及其变化趋势，要求覆盖面广，监测点布设灵活，从而为环境管理、污染源控制和环境规划等提供科学依据。基于无线传感器网络的大气环境监测系统可以实现特定区域环境信息的实时采集、无线传输和集中处理，是实现大气环境网络化监测的一种先进解决方案。

1　系统总体方案

基于无线传感器网络的大气环境监测网络结构如图1所示。嵌入式网关和若干传感器网络节点组成星形拓扑结构的无线传感器网络。由随机部署在感兴趣区域内的传感器网络节点实时采集大气环境信息和气象参数，经过预处理之后，以ZigBee无线通信方式发送到嵌入式网关；嵌入式网关也具有环境数据采集能力，还配置了LCD触摸屏人机界面，其主要功能是将各监测点的环境数据汇总之后，通过Internet传送给大气环境监测中心（PC），即实现无线传感器网络的Internet接入。环境监测中心对特定区域的大量环境数据和气象参数进行检查分析之后，存储到Access数据库中，以便统计处理和数据查询。

2　环境监测变量及传感器

大气环境质量监测（air quality monitoring）是指对一个地区大气中的主要污染物进行布点观测，并由此评价大气环境质量的过程[2]。环境保护领导小组的《环境空气质量标准》规定了环境空气质量功能区划分、标准分级、污染物项目、取值时间及浓度限值。选择《环境空气质量标准》中规定的二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、一氧化碳（CO）、臭氧（O3）等可用传感器测量的几种大气污染物作为系统监测对象。由于大气污染与气象条件密切相关，因而在大气污染监测中应包括风向、风速、温度、相对湿度、气压等气象参数的测定[3]。此外，CO2是反映碳排放的重要指标，所以将其列为监测项目之一，故基于无线传感器网络的大气环境监测系统的监测变量共有10种。

（1）SO2传感器：选择模拟输出型二氧化硫传感器模块SMC-CDX，它采用双光束非分光红外线（NDIR）检测技术，具有抗其它气体干扰、稳定性好、自带温度补偿等特点，输出符合Modbus协议的模拟信号4～20mA，经过信号变送器产生0～5VDC的模拟信号。

（2）NO2传感器：选用深圳市富安达智能科技有限公司研发的NO2/S-500-S传感器（量程：0～500ppm，分辨率：0.5ppm，工作温度范围：-20°C-45°C，工作湿度范围：15-90%），无需偏执电压，具有良好的重复再现性和长期稳定性，经信号放大电路及信号变送器输出0～5VDC的模拟信号。

（3）CO传感器：选用英国Alphasense公司的一氧化碳传感器CO-BF（量程：0-1000ppm，分辨率：0.5ppm，工作温度：-30～50℃，工作湿度：15～90％RH），经信号放大及变送后产生0～5VDC模拟信号。

（4）O3传感器：选用MQ131臭氧气体检测模块（工作电压：5VDC），它具有模拟量输出及TTL电平输出的双路信号输出，TTL低电平输出有效，可直接与单片机I/O口相连。

（5）风速风向传感器：配置的M288865包括了风速传感器和风向传感器。风速传感器（量程：0～40m/s，精度：±0.3m/s）可以产生TTL电平频率信号，风向传感器（量程：0～360o，精度：0.1%）在精密导电塑料电位器的活动端产生变化的电阻信号输出，可经过变换电路产生0～5VDC模拟输出信号。

（6）温湿度传感器：选用含有校准数字信号输出的数字温湿度传感器SHT11（温度量程：-40～123.8℃，湿度量程：0～100%RH，温度测量精度：±0.3℃，湿度测量精度：1.8%），它采用准IIC方式传输数据。

（7）气压传感器：选择德国BOSCH气压传感器系列的BMP085（量程：300～1100mbar，精度：0.03mbar，工作温度范围：-40℃～85℃），用8-Pin陶瓷无引线芯片承载（LCC）超薄封装，可以通过IIC总线直接与各种微处理器相连。

（8）CO2传感器：选择采用固体电解质电池原理的MG811型CO2气体传感器。该传感器受温湿度变化的影响较小，具有良好的稳定性、再现性，经信号放大及调理后产生0～5VDC的模拟输出信号。

3　大气环境监测网络设计

3.1　传感器网络节点设计

传感器网络节点是一个由传感单元、处理单元、无线收发单元和电源单元4个功能模块组成的微型嵌入式系统[4]，其硬件组成如图2所示。它的控制能力、数据存储能力、分析计算能力和通信能力相对嵌入式网关较弱。传感单元分为模拟和数据两部分，SO2传感器(SMC-CDX)、NO2传感器(NO2/S-500-S)、CO传感器(CO-BF)、CO2传感器(MG811)和风向传感器(M288865/DIR)的输出信号经过放大和调理之后，输出0～5V模拟信号，可接入MCU的ADC通道；O3传感器(MQ131)、风速传感器(M288865/SPEED)输出TTL电平脉冲信号，可接入MCU的计数通道。温湿度传感器(SHT11)采用准IIC方式向MCU发送数据，DATA和SCK信号可直接与MCU的I/O引脚连接；气压传感器(BMP085) 使用标准IIC总线向MCU发送数据。处理单元主要协调、控制整个传感器节点的操作，存储和处理采集数据，并与其它节点合作完成被指派的感知、监测任务，是传感器网络节点的核心，从节约成本、提高可靠性等方面考虑，选用ATmega16单片机。无线收发单元将传感器网络节点接入传感器网络，采用TI公司的系统芯片（SoC）CC2530F256，运行ZigBee2007/PRO 协议，通过USART与MCU传输数据，满足以Zigbee为基础的2.4GHz的ISM频段应用。电源单元则为传感器节点提供维持正常运行所必须的能量。

3.2　嵌入式网关设计

嵌入式网关以ARM微处理器为核心，包括传感单元、基本外围电路、存储单元、ZigBee通信、Internet通信和触屏显示6部分，其硬件组成如图3所示。选择SamSung公司的基于ARM920T架构的16/32位RISC处理器S3C2440A作为控制核心，协调其它所有工作单元有序运行，实现大气环境信息和气象参数的数据采集、数据预处理、数据存储、数据转发等全部功能。嵌入式网关的传感单元组成及功能与传感器节点的传感单元相同。基本外围电路包括电源电路、时钟电路和复位电路，为S3C2440A正常运行以及嵌入式网关中所有外围电路正常工作提供基本保障。存储单元扩展了SDRAM和flash两种存储器，分别为程序代码和各种数据提供存储空间。ZigBee通信模块负责与WSN内的各传感器节点通信，搜集监测区域的环境信息。触屏显示单元采用Toppoly 3.5寸LCD模块，移植了Qt界面，便于用户在现场进行传感器网络运行参数配置，查询任意时刻采集的环境数据等。Internet通信模块将汇总的环境数据传输至监测中心，并与ZigBee模块联合实现ZigBee和TCP/IP两种网络协议的转换。

4　大气环境监测系统软件

4.1　传感器网络节点软件

传感器网络节点实行被动式数据采集行为，即仅当接收到嵌入式网关下发的数据采集命令时才执行采集数据的任务，其它时间则进入休眠模式以降低电能消耗。

传感器节点应用软件的设计过程相对简单，其程序流程如图4所示。上电复位后首先初始化硬件，向嵌入式网关报告自己的ID信息，加入WSN之后就进入空闲模式。在此模式下，CPU停止运行，而SPI、USART、ADC、定时器/ 计数器、看门狗和中断系统继续工作。诸如定时器溢出与USART传输完成等内外部中断都可以唤醒MCU[5]。因此，当接收到嵌入式网关的数据采集命令后，USART接收中断会将MCU唤醒，即刻采集大气污染物数据，再通过ZigBee通信模块将其传输至嵌入式网关。

4.2　嵌入式网关软件

基于S3C2440A微处理运行Linux操作系统的嵌入式系统，其软件部分包括启动引导程序、操作系统内核、根文件系统、设备驱动程序和应用程序，前3部分是系统运行的基础部分，目前已有相对较为成熟的版本出现，只需要针对具体硬件平台进行修改、裁减即可完成移植工作，不必重新开发。

4.2.1　驱动程序

驱动程序是应用程序和实际设备之间的一个软件层[6]。分为字符设备驱动程序、块设备驱动程序和网络驱动程序。大气环境监测系统中的传感器都是简单的硬件设备，因此，全部被抽象为字符设备。字符设备驱动程序完成的主要工作是初始化硬件设备、添加和删除设备结构体，申请和释放设备号以及填充file_operations结构体。file_operations结构体用来建立设备编号与驱动程序操作的连接，实现该结构体中的read()、write()、ioctl()等函数是驱动程序设计的主题工作。

传感器设备驱动程序所实现的只是最重要的设备方法，比如SHT11和CO2的file_operations结构被初始化为如下形式：

struct file_operations shtxx_fops = {

.owner = THIS_MODULE,

.open = sht11_open,

.ioctl = sht11_ioctl,

.release = sht11_release,

};

static struct file_operations adc_fops = {

owner: THIS_MODULE,

open: adc_co2_open,

read: adc_co2_read,

ioctl: adc_co2_ioctl,

release: adc_co2_release,

};

4.2.2　应用程序

嵌入式网关应用程序主要包括两个线程和一个中断服务程序，其执行流程如图5所示。上电后，首先进入main函数（主线程）初始化并设置系统参数，调用signal函数设置SIGALRM信号的信号处理程序用以完成嵌入式网关与监测中心的TCP/IP通信任务，然后设置定时器，再调用pthread_create函数创建Data_Collection线程负责数据采集任务，之后运行基于事件驱动的Qt程序，在这段代码中将程序控制权交给用户，用户通过操作界面可以设置嵌入式网关系统参数或查看实时采集的环境数据。

4.3　大气环境监测中心软件

使用Access2007创建大气环境信息数据库，利用visual c++提供的ADO（ActiveX Data Object）访问数据库，实现环境数据分析处理、越限报警和数据显示查询等功能。当键入主键值（ID）时，程序访问access数据库进行查询，并显示出该ID对应的各字段数据值；还可以时间为横轴，参数值为纵轴显示某一时间段的变化曲线。如图6所示。5　结论

系统综合测试表明，环境监测网络中的传感器网络节点可按照设计要求采集数据，并能正确接收、执行嵌入式网关下发的各种命令；嵌入式网关可实现WSN自组网功能，并支持传感器节点动态加入或离开网络，且人机界面简单易用；大气环境监测中心可显示环境信息历史数据和变化曲线，支持各种查询。传感器网络节点、嵌入式网关和监测中心的数据通信良好，可协同完成特定区域的大气环境监测网络化任务。

参考文献

［1］陈玲,赵建夫.环境监测[M].北京:化学工业出版社,2008:10-11.

［2］孙春宝.环境监测原理与技术[M].北京:机械工业出版社,2007:7.

［3］国家环保部. HJ/T 193-2005,环境空气质量自动监测技术规范[S].北京:中国环境科学出版社,2006-1-1.

［4］I. F. Akyildiz, W. Su, Y. Sankarasubramaniam, E. Cayirci. A Survey on Sensor Networks[J]. IEEE Communications Magazine. 2002:102-114.

［5］Atmel Corporation. ATmega16

网络环境检测范文4

关键词：智能家居；神经网络；ZigBee；传感器

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2016）04-00-03

0 引 言

随着科学技术的发展，人们对电子消费品的需求正逐步增长，电子产品的智能化程度正在飞速提高，尤其在计算机技术、嵌入式系统和无线通信技术的发展下，物联网在实际生产生活中的应用越来越广泛，遍布智能家居、智能交通、智能医疗、环境监测、物流快递、教育、国防、工业、农业等行业[1，2]。

智能家居的出现让人们体验到了舒适、快捷的智能生活，还能更有效、更精确地控制家中家电设备，以达到节省能源和资源的目的[3]。但在实际智能家居系统设计中，由于无线传感器网络中的节点分布相对密集，且相邻节点所采集的环境参数数据具有较高的相似性，使得网络中传输的数据存在一定冗余，在通信过程中消耗过多的能量[4]。相关研究表明，消耗能量主要在数据传输过程中，应用数据融合技术可以减少网络中的冗余信息，降低通信能耗，提高数据的传输效率[5]。因此，在智能家居系统中引入数据融合技术是十分必要的，有很高的研究价值。

本文以智能家居的温湿度环境参数为检测对象，采用ZigBee通信模式，设计了一套智能家居环境监测系统，通过融合神经网络优化，降低功耗，实现节能、延长使用寿命的目的。

1 系统的总体设计

智能家居环境监测系统包括数据采集前端和数据接收终端两个部分，数据采集前端由传感器、微控制器、ZigBee无线通信模块、电源组成，数据接收终端由ZigBee接收模块、上位机组成。系统硬件原理图如图1所示。

根据智能家居环境监测系统的设计要求和Zigbee技术通信模式的特点，本文的传感器网络模型由协调器节点、路由器节点和传感器终端节点3类节点组成，采用树形拓扑结构，系统组网结构如图2所示。

系统的主要工作流程如下：

（1）组建网络，将节点放置在智能家居中，协调器通过USB与上位机相连接。协调器上电，组建一个新的网络；

（2）将各个节点上电，根据无线传感器网络的低功耗自适应集簇分层型协议（LEACH），在整个无线传感器网络中按照一定的规则来选取簇首（路由器节点），构成分簇结构。在这种结构下，传感器节点采集到的原始环境参数数据将首先发送给自己所在簇的簇首节点，再利用BP神经网络算法在簇首节点和成员节点间对采集到的原始数据应用到基于神经网络的数据融合算法中进行处理，将处理后的数据发送给协调器节点。

2 系统硬件设计

2.1 ZigBee模块及电路设计

ZigBee模块是系统组网和控制的核心，采用TI公司的CC2530射频芯片，CC2530能够提供较高的通信链路质量，具有较高的接收器灵敏度和较强的抗干扰性。此外，CC2530还提供了丰富的外设，包括2个USART，12位的ADC和21个GPIO。设计的ZigBee模块及电路原理图如图3所示。

2.2 温湿度传感器与通信模块的连接设计

温湿度传感器采用DHT11数字温湿度传感器，与ZigBee模块连接如图4所示。

DHT11数字温湿度传感器是直流供电，电压为3.5～5.5V，当连接线的长度小于20 cm时，应选用3.5 V进行供电，否则线路压降导致传感器供电不足，造成测量数据的偏差；当连接线的长度短于20 m时，需要用5.1 kΩ的上拉电阻；大于20 m时，则根据实际情况使用上拉电阻，并且采用5.5 V电压供电。

3 系统算法的设计

3.1 基于神经网络的数据融合算法

由于传感器网络具有以数据为中心、节点能量有限且不能补充、通讯能力弱、网络节点规模大、自组织性与应用密切相关等特点，所以对无线传感器网络的工作周期和寿命有很高的要求，传输1字节数据所需的能量可以用来执行数千条CPU指令[6]。应用神经网络的数据融合算法虽然在一定程度上增加了CPU的计算量，但减少了网络中的数据通信量，可以有效延长网络的工作周期。把神经网络应用到无线传感器网络能够实现降低通信成本和能源保护、提高无线传感器网络性能的目的。

根据无线传感器网络的低功耗自适应集簇分层型协议（LEACH），在整个网络中按照一定的规则来选举簇首（路由器节点），形成分簇结构。在这种结构下，传感器节点所采集的环境参数数据将发送给所在簇的簇首节点；利用BP神经网络算法在簇首节点和成员节点间对采集到的环境参数进行数据融合。该网络结构由输入层、隐层和输出层组成，隐层可以有多层，本系统采用最常用的单隐层三层BP网络，神经网络数据融合算法的模型如图5所示。

假设在该网络中有N个神经元节点处于输入层；只有一层隐层，具有L个节点；有M个神经元节点处于输出层；普遍情况下L>N>M。。本文使用试凑法来确定隐层神经元数量L，选用经验公式作为试凑法的初始值。

3.2 神经网络的学习流程

本系统采用反向传播网络（BP网络）进行数据融合，该网络的监督学习算法采用误差反向传播算法。误差反向传播算法的学习过程主要有两个，分别为信息的正向传播和误差的反向传播。

4 系统测试

本文仿真实验通过NS-2仿真软件对神经网络的数据融合算法进行仿真测试，主要从网络节点的平均功耗、汇聚节点接收数据包数量等方面对该算法与不加入该算法的方案进行了对比。

仿真环境参数设置：在100 m×100 m的范围内随机分布100个相同的节点。设节点的初始能量为2 J，数据包的长度为500 B，无线信道的带宽为1 Mb/s，无线信号的载频为2.4GHz，收发数据所耗的能量为50 nJ/b，神经网络的权值初始值设为1，阈值设为0.2，训练次数为500次。

在房间环境100 m×100 m的范围内随机部署100个节点的分布图如图7所示，节点分布完成后，根据节点分布的状况和试凑法经验公式，可以粗略计算出簇的个数为6。

图8所示是随时间增长网络节点的平均功耗的变化曲线。无线传感器网络的节点能量是有限的，能量消耗完的节点就会“死亡”，所以节点能量消耗的越少，存活的时间就越长，整个无线传感器网络的生命周期就越长。从图8中得到的是LEACH算法和数据融合算法在网络节点的平均功耗的对比，可以得出数据融合算法平均功耗低于LEACH算法的结论。数据融合算法对全部节点的分布状况进行具体分区，使簇头分布更加均匀合理，并考虑了节点剩余能量值，平衡所有节点功耗，让整个网络的能量消耗更加平均。

图9所示是无线传感器网络中汇聚节点接收数据包的数量，可见数据包数量受网络存活节点数目的影响，在节点开始“死亡”时，接收数据速率开始下降，直至整个无线传感器网络 “死亡”。通过对比，数据融合算法能将数据进行有效的融合，减少网络的数据量，这也是数据融合算法有更长的生存周期的原因。随着时间的增加，数据融合算法接收到的数据包会超过LEACH算法，传输更为稳定的数据包流量。

5 结 语

本文设计了一种基于神经网络数据融合的ZigBee智能家居环境监测系统，将数据融合加入到监测系统可以减少网络的数据量，降低网络节点的平均功耗，提升整个无线传感器网络的性能，延长网络寿命。通过对网络节点的平均功耗、汇聚节点接收数据包数量等方面进行测试，结果表明，加入数据融合算法的网络比LEACH算法的网络平均功耗低，网络寿命得以延长。

参考文献

[1]吴艺娟，秦彩云，万米洋. 基于ZigBee技术的智能家居环境监测系统设计[J].北京石油化工学院学报，2013，21（1）：46-50.

[2]杨筱宇.基于BP神经网络的ZigBee无线定位技术[J].现代计算机（下半月），2012（7）：20-24.

[3] N. Chaamwe， W. Liu， H. Jiang.“Seismic Monitoring in Underground Mines： A case of Mufulira Mine in Zambia Using wireless Sensor Networks for Seismic Monitoring” [J].Proc. IEEE internationalConference on Electronics and Information Engineering，2010，1： 310-314.

[4]彭程，黄辰.基于物联网的智能家居系统[J].物联网技术，2014，4（11）：84-86.

[5]王云良，王敏其，程凌.智能家居网络系统的优化及控制稳定性分析[J].自动化仪表，2014，35（8）：79-82.

网络环境检测范文5

第一条为加强水土保持生态环境监测网络管理的建设和管理，规范水土保持生态环境监测工作，根据《中华人民共和国水土保持》、《中华人民共和国水土保持法实施条例》，制定本办法。

第二条水土保持生态生态环境工作应遵守本办法的规定。

第三条水土保持生态环境监测工作的任务是通过建立全国水土保持生态环境监测站网，对全国水土流失和水土保持状况实施监测，为国家制定水土保持生态环境和宏观决策提供科学依据，为实现国民经济和社会的可持续发展服务。

第四条水土保持生态环境监测工作实行统一管理，分级负责的原则。

水利部统一管理全国的水土保持生态环境监测工作，负责制订有关规章、规程和技术标准，组织全国水土保持生态环境监测、国内外技术与交流，全国水土保持公告。

水利部各流域机构在授权范围内管理水土保持生态环境监测工作。

县级以上水行政方管部门或地方设立的水土保持机构、以及授权的水土保持监督管理机构，对辖区的水土保持生态环境监测实施管理。

第五条水土保持生态环境监测工作按水利部制定的技术规范和标准进行。

第六条省级以上水土保持生态环境监测管理机构编制水土保持生态环境监测规划，作为水土保持生态环境建设规划的重要组成部分，经同级批准组织实施。对水土保持生态环境监测规划进行修订的，须经原批准机关审查同意。

第七条在水土保持生态环境监测工作中心成绩显著的单位和个人，由水土保持生态环境监测管理机构或报请同级给予奖励。

第二章监测站网的建设与资质管理

第在水土保持生态环境监测规划的指导下，按基本建设程序全国水土保持生态环境监测站网，其运行实行分级负责制。

。

省组重点防护区监测分站，根据全国及省水土保持生态环境监测规划，设立相应监测点。具体布设应结合目前水土保持科研所（站、点）及水文站点的布设情况建设，避免重复，部分监测项目可委托相关站进行监测。

国家负责一、二级监测机构的建设和管理，省（自治区、直辖市）负责三、四级及监测点的建设和管理。按水土保持生态环境监测规划建设的监测站点不得随意变更，确需调整的须经规划批准机关的审查同意。

第十条有水土流失防治任务的开发建设项目，建设和管理单位应设立专项监测点对水土流失状况进行监测，并定期向项目所在地县级监测管理机构报告监测成果。

第十一条下级监测机构应接受上级监测机构的业务指导。

第十二条水土保持生态环境监测工作，须由具有水土保持生态环境监测资格证书单位承担。

水土保持生态环境监测资格证书管理办法由水利部另行制定。

第十三条从事水土保持生态环境监测的专业技术人员须经专门技术培训，考试合格，取得水利部颁发的水土保持生态环境监测岗位证书，方可持证上岗。

第三章监测机构职责

第十四条省级以上水土保持生态环境监测机构的主要职责是：编制水土保持生态环境监测规划和实施计划，建立水土保持生态环境监测信息网，承担并完成水土保持生态环境监测任务，负责对监测工作的技术指导、技术培训和质量保证，开展监测技术、监测方法的研究及国内外科技合作和交流，负责汇总和管理监测数据，对下级监测成果进行鉴定和质量认证，及时掌握和预报水土流失动态，编制水土保持生态环境监测报告。

水利部水土保持生态环境监测中心对全国水土保持生态环境监测工作实施具体管理。负责拟定水土保持生态环境监测技术规范、标准，组织对全国性、重点区域、重大开发建设项目的水土保持监测，负责对监测仪器、设备的质量和技术认证，承担对申报水土保持生态环境监测资质单位的考核、验证工作。

大江大河流域水土保持生态环境监测中心站参与国家水土保持生态环境监测、管理和协调工作，负责组织和开展跨省际区域、对生态环境有较大影响的开发建设项目的监测工作。

省级水土保持生态环境监测总站负责对重点防治区监测分站的管理，承担国家及省级开发建设项目水土保持设施的验收监测工作。

第十五条省组重点防治区监测分站的主要职责：按国家、流域及省级水土保持生态环境监测规划和计划，对列入国家省级水土流失重点预防保护区、重点治理区、重点监督区的水土保持动态变化进行监测，汇总和管理监测数据，编制监测报告。

监测点的主要职责：按有关技术规程对监测区域进行长期定位观测，整编监测数据，编报监测报告。

第十六条开发建设项目的专项监测点，依据批准的水土保持方案，对建设和生产过程中的水土流失进行监测，接受水土保持生态环境监测管理机构的业务指导和管理。

第四章监测数据和成果的管理

第十七条水土保持生态环境监测数据和成果由水土保持生态环境监测管理机构统一管理。

第十水土保持生态环境监测数据实行年报制度，上报时间为次年元月底前。

下级监测机构向上级监测机构报告本年度监测数据及其整编成果。开发建设项目的监测数据和成果，向当地水土保持生态环境监测机构报告。

年报内容按有关技术规范编制。

第十九条国家和省级水土保持生态环境监测成果实行定期公告制度，监测公告分别由水利部和省级水行政主管部门依法。省级监测公告前经国家水土保持生态环境监测机构的审查。

监测公告的主要内容：水土流失面积、分布状况和流失程度，水土流失危害及发展趋势，水土保持情况及效益等。

国家水土保持公告每五年一次，重点省、重点区域、重大开发建设项目的监测成果根据实际需要。

第二十条各级水土保持生态环境监测机构对外提供监测数据须经同级水土保持生态环境监测管理机构同意。

第二十一条对在水土保持生态环境监测中无故不上报监测数据，不按规定开展监测工作，在监测工作中弄虚作假，未经同意擅自对外提供监测数据的，按有关规定处理。

第五章附则

网络环境检测范文6

关键词：网络技术；研究性学习； 

1网络环境下的研究性学习特征 

1．1研究性学习的自主性与网络环境的交互性 

研究性学习内容的具体选择与设计，可以根据学生、学校及课程的具体条件灵活地选择．网络自身的交互性特征可以不受时空的，采取丰富多彩的交互方式，打破地区的界限进行协作交流，如利用BBS、E-mail、网络聊天室、电子公告栏等，在学生与教师之间，学习伙伴之间，学习者与专家之间展开学习，讨论问题，从而促进信息的相互交流，这有利于提高学习者自主发现和自主探究的学习能力．

1．2研究性学习的实践性、应用性和网络环境的生成性

有效借助网络进行个性化学习，可以完善学生的智能结构，促进学生人格的健康发展．学生利用所学的理论知识与计算机模拟有效结合，可以获得实际应用的真切体验．因此，借助网络环境可以减少实验设备的投资，降低教学成本，同样使学习者的认识和体验不断加深，创造性的火花不断进发．

1．3研究性学习的灵活性、多样性和网络环境的广泛性

这门课程研究性学习正是有了内容广泛性和活动形式的多样性，所以适应了学生群体智能的多元倾向与学习方式的多样性选择．而网络环境下各种可利用的资源丰富，信息更新速度快，在教师有效组织的前提下，网络环境可以为每个学习者提供不同需要的学习内容和实践对象；    环境的开放性和多样性可以使学习者尽早形成合作、资源共享意识，同时，因为学习参与过程，从而使学习者获得尊重且产生成就感．

1．4研究性学习活动环境、气氛的愉悦性和网络环境的趣味性

哪里有兴趣哪里就有记忆．研究性学习应针对每一个学生的兴趣爱好和主观要求进行活动设计．研究性学习的内容安排，如果以分组竞赛的形式组织活动就能激发学生的好胜心．倘若教师安排的活动有吸引力，还能激励学生乐学、好学的志趣，同时为学生创造趣味性强、宽松活泼的学习氛围，容易形成平等、民主、合作的师生关系．因此，在网络学习过程中，可以根据学习内容特点，把学习者提出的具有价值性的问题，以多媒体的方式将问题情景化，呈现在学生面前，使学习者增强学习主动性，产生探究的欲望，进而学会创新．

2网络环境下研究性学习的组织形式和教学模式建构

2．1网络环境下教师角色的转变

；指导学生进行材料的搜集，要求教师具备通过网络和电子资料熟练查询和搜集的能力；；

因此，在网络环境下对《计算机组装与维护》进行研究性学习，教师不再是学习的主宰者，而是学习的帮助者．教师不再是惟一的信息源，而是更多地注重指导学生学会学习，帮助学生如何才能更快捷的搜索到自己需要的知识，如何使自己的知识成为更适用更有效的结论并被别人接受和加以运用．

2．2网络环境下的《计算机组装与维护》研究性学习的组织形式

2．2．1“个体活动”型

活动的过程是由学生个体进行探究和实践．比如完成老师布置的具有研究性的课外作业，虽然在整个过程中也要与人交往和沟通，如向人请教、与人协商、查询资料等，但其所有的决定和判断都要求学生自己做出．