网络环境检测范文

导语：如何才能写好一篇网络环境检测，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公文云整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词： 云计算； 入侵检测系统； MRGA?BP均值法； 入侵检测效率

中图分类号： TN915.08?34； TM417 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）21?0107?05

Research and application of network intrusion detection

algorithm in Internet environment

WANG Haizhen

（School of Computer Science and Technology， Inner Mongolia University for Nationalities， Tongliao 028000， China）

Abstract： With the development of cloud computing， and continuos expansion of its application range， the security and privacy issues under cloud environment become increasingly prominent. However， the traditional intrusion detection system can′t satisfy the requirement of mass data nowadays， the establishment of high?efficiency intrusion detection system under cloud environment has become the important research direction of the intrusion detection field. On the basis of ultra?large?scale computing power and massive storage capacity provided by cloud computing， an intrusion detection system based on cloud environment is proposed. This system is able to learn and detect the massive intrusion detection data in real time， and its intrusion detection efficiency and accuracy are higher than those of the traditional intrusion detection system.

Keywords： cloud computing； intrusion detection system； MRGA?BP mean value method； intrusion detection efficiency

0 引 言

在信息爆炸的时代，海量数据的安全问题是云计算面临的最大问题，云平台的入侵检测和预防是大数据时代安全关注的核心。本文在大数据的背景下，面对海量数据的安全问题，从数据安全问题的处理速度和处理精度方面改进传统的入侵检测算法，通过分析现在云环境中网络数据的特点，建立了一个适用于云环境下的入侵检测算法――MRGA?BP均值法算法[1]，最终通过实验证明，此算法可以保证在一定的入侵检测精度下，提升检测的效率，更适合当下大数据环境入侵检测[2]。

1 基于云计算平台的网络入侵检测算法建立

1.1 MRGA?BP算法的网络拓扑结构的确定

BP神经网络是由网络层数、节点个数、激活函数、初始权值系数、学习算法、系统误差确定的，确定这些需要一定的原则：

（1） 隐含层数的选择

根据先前的经验，优先考虑3层BP神经网络：输出层，输入层，隐含层。

（2） 每层节点数的确定

在精度确保的前提下，以隐含层节点数最少为目标。隐含层和很多因素有关，例如样本数据的特点和转换函数的型式、输入与输出节点数都有关系。

（3） 初始权值系数的确定

初始权值是在一定范畴的数随机生成的，一般情况下，初始权值分布在0～1之间。在本文中，利用random随机生成。

（4） 算法的确定：

[ω（t+1）=-η?Ε?ω+ω（t）] （1）

式中：[t]为学习次数；[η]取0.01～0.8。

（5） 结束条件

BP神经网络算法的结束条件就是全局误差降到可接受的范围或者学习次数达到最大[3]。本文中只是应用遗传算法进行BP神经网络权值的优化，所以在本文中只控制其进化的次数，当进化次数达到最大时终止。

1.2 并行化思想

首先将数据模块化，然后将这些数据模块分给各个机器进行并行处理，他们之间处理的过程没有关联，所以在处理效率上会有很大提高。

并行化有两种思路：一种是物理节点的并行化，即将网络节点分布在不同的机器节点上进行计算；第二种是数据的并行化，每个计算节点都有一个完整的网络，且网络的初始状态是一样的[4]。并行化体现在进行训练时，每个节点都是取一部分样本数据进行BP神经网络的训练，计算节点内达到某个收敛要求后再进行汇总，汇总之后决定是否进行下一场迭代。

1.3 MRGA?BP算法描述

提出的MRGA?BP均值法算法的主体思路是：GA算法的Map阶段，随机产生[N]个个体，上传到HDFS文件系统，读入每个个体的值，每一个个体代表的是每一个BP网络的权值，调用BP神经网络算法，每个个体的输入权值和每个样本的值，进行BP神经算法，求出每个个体对应所有样本的误差和，这个误差和称为全局误差值，全局误差值作为GA遗传算法Map阶段的输出值，Redcue阶段的输入值为Map的输出值，计算每个个体的适应度，接着遗传算法的选择，交叉，变异等。经过数次迭代后，筛选出最优个体，输出到HDFS文件，作为BP神经算法的初始权值。

1.4 MRGA?BP均值法算法原理

（1） MRGA?BP均值法描述

提出的MRGA?BP均值法，在BP神经网络阶段用map输出的是每个样本的所有权值变化量，然后将每个样本所有权值的变化量输出，在reduce阶段，将所有样本相对应的权值相加求出算数平均值，并且更新权值一次上传到HDFS，之后再使用新的权值HDFS文件进行第二次迭代，将产生的权值上传到HDFS[5]。迭代Hadoop作业，迭代结束的标志是迭代次数达到最大或者误差在范围内。

（2） BP神经网络算法的MapReduce化

对BP神经算法的MapReduce过程，算法可以拆成三个过程：

第一个过程，训练神经网络。Map类调用map函数，接收数据样本和权值样本，开始训练BP神经网络，这个过程相当于三个大型矩阵在相乘，可以先让两个矩阵相乘，再和第三个矩阵相乘，Reduce最终生成一个实际计算出来的结果，作为输出矩阵。

第二个过程，主要是为了将实际输出结果和输入的样本进行合并，为第三个阶段进行调整权值准备。

第三个过程，读入第二阶段生成的Text，计算每一个样本所有权值的变化量。最终求出新的权值。

（3） GA遗传算法的MapReduce化

应用GA遗传算法优化神经网络的权值。采用实数编码，将BP神经网络中的权值标记为“染色体”，适应度为误差的倒数，接着选择，交叉，变异，选出最优权值。GA算法MapReduce的流程图如图1所示。

Map阶段读取HDFS上的群体信息，计算每一个个体经过一次BP神经网络迭代学习时所有样本的学习全局误差，作为Map的输出[6]。Reduce阶段的输入是每个权值个体所对应的误差，因为误差计算比较复杂，所以将误差值设定为全局变量，按照误差，求出每个个体的适应度，适应度为误差的倒数，适应度最高的个体不进行下边的步骤。而剩下的个体，使用赌盘算法选择、交叉、变异，选出一个最优个体。

1.5 基于云计算的入侵检测流程

为了更好地在云环境下检测入侵行为，提出了基于云平台下的海量数据的入侵检测系统，流程图如图2所示，具体的检测过程如下：

（1） 将入侵检测数据源以分布式的形式存储到HDFS上；

（2） 将随机产生的权值以分布式的形式存储到HDFS上；

（3） 运用MapReduce GA开始BP神经网络初始权值的优化，优化出较小的解空间，提高收敛率；

（4） 使用MapReduce GA优化数据源权值，用BP神经网络计算出每一个权值对应的所有样本的误差和，作为GA遗传算法的适应度函数的基础；

（5） 将MapReduce GA遗传算法优化完的权值作为训练BP神经网络的初始权值，开始MapReduce BP神经网络训练，训练一定的次数，使样本的误差和达到人们所能接受的范围之内，或者预设定的迭代次数[7]；

（6） 训练完成后，使用检测样本统计比较检测结果[8]。

2 网络入侵检测系统设计与实现

2.1 系统的整体结构

提出的解决方案主要是针对当下海量数据，传统的入侵检测系统因为数据量大，不能快速、即时地进行检测，而且由于数据量大，致使权值调整过程是一个巨大的程序运行过程，最终要使检测率很低，通过使用本文提出的MRGA?BP均值法算法解决上述传统入侵检测的缺点。

基于云平台的入侵检测系统的检测流程一般为：首先使用一些工具收集数据，再对收集到的数据源进行预处理，然后再使用基于Hadoop云平台下的MRGA?BP均值法进行分析，根据已经训练好的神经网络预测改数据或者流量是否为正常行为，做出相应的预警，其流程见图3。

2.2 数据源采集

在数据源获取阶段，常用的获取数据源的部件是收发器、、适配器，获取的数据源主要来自于主机、网络、日志等。

2.3 数据源的预处理

由于数据预处理需要为后续进行入侵检测分析提供数据源，因此它对整个过程影响极为关键。在本次研究中，后续的处理是在Hadoop平台下BP神经网络中完成的，在进行训练时，需要特定的数据格式，因此在数据预处理阶段要对数据进一步处理，转换成BP神经网络能够处理的格式。在本阶段，预处理的数据源直接保存到Hadoop的分布式文件系统中。

因此，对数据源的预处理过程为：首先将源数据去除多余的字段以及多余的格式；将处理好的数据源保存到HDFS中。

2.4 数据存储

对于来自不同环境的数据源，可以将数据源先进行分类，在分类后的基础上进行存储，可以加快机器的运行速度。使用一个HBase分布式实时数据库，HBase是面向列的多维排序key?value表，可以对其进行实时操作。使用HDFS分布式数据存储，HDFS将数据放入集群中的每一个机器上，并且可以同时备份。

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关键词：神经网络 网络方法 环境色谱法 多个节点 信息模型

中图分类号：X83 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（a）-0126-02

从近几年在国内神经网络的使用来看，在环境监测中也有着非常良好的效果。无论是从色谱法、光谱法还是整个环境的评价都带来了很多新的成果。该文主要是通过对神经网络相关分类的阐述，结合神经网络在环境监测中的应用效果，希望能给神经网络对环境监测中做一些回顾和总结[1]。

1 网络方法类别

由于着重的角度关系，网络法会有多种不同的类别，由于神经网络是多个节点的连接，有相当多复杂的算法，基于神经网络，可以总共阐述两大类的情况，包括有管理和无管理的网络方法。关于这两种的不同点就在于它们是否需要对现有的样本进行训练。有管理的网络方法是需要训练，而无管理的网络方法是无需进行训练，它需要与其他的化合物相结合使用，里面会涉及到网络与遗传法、偏最小二乘法等分析方法来进行分析比较。另外根据网络的结构不同，也可以把网络方法给分成前向和后向的网络方法，而如果是从网络活动方式的差别，也可以将其分为随机和确定两种网络方法。

2 关于环境监测的化学方面的应用

在化学方面，国内与有很多用于化合物的一些研究，比如一些有机结构分析，还有化学反应、蛋白质结构等等的分析。在进行定量的构效关系分析中，可以把酿酒的酵母菌来作为一种模型的指示物，建立相关网络模型，然后对生物的毒性进行进一步预测，当然，在分析过程中还存在着很多的问题，通过比较一些网络模型，然后计算它们之间的权值，再筛选相出相应的参数，学者们在分析的时候也会对多层前传网络进行探讨分析，尽量减低误差，通过多方向的非线性校准，并且进行数据解析，然后表明引射能力，通过建立神经网络来不断接近规律的程度，拟定相关的指标数[2]。

3 分光光度的方法应用

在化学分析进程中，通过多元校正和分辨是相对来说较好的一种方法。随着相关方法的不断普及，目前大多数是使网络和现有的紫外光谱法相互关联，利用线性网络、BP网络等来用于多个分组的报道[3]。邓勃等[4]学者在分析的时候，认为除了人工神经网络，迭代目标转换因子的分析法相比较起来也是一种不错的选择，两种方法各有优势，并且产生的网络法的误差一般都不会很大。孙益民等专家在分析时，利用现有的人工神经网络先后侧出的光度法，并且可以测定比如铜、镍，并且这个分析方式非常的简单和方便[5]。

4 神经网络对X射线中的荧光光谱法的应用

研究人员通过神经网络建立与X射线荧光谱谱法的关系，通过多个不同的神经网络来应用，可以通过他们之间的连接来测定酸溶铝，通过神经网络的设置，可以测定里面的最低的铝值，通过神经网络与BP的网络模型的设立，可以直接输入测出来的铝含量情况，然后通过铝含量来侧出酸溶出来的铝的数值。BP模型可以结合现有的神经网络系统，充分的在现有的信息模型上应用，通过利用网络神经的结构，不仅可以做一些化学分析，还可以通过神经网络来检测环境监测中涉及到的红外谱图等的分析，这为环境分析提供了非常有意义的方向，并且给环境监测提供了新的检测方法[6]。

5 环境监测中的色谱法的研究

在关于色谱法的研究中，人工神经网络也有可以应用的方向[7]。色谱法中的小波分析，与人工神经网络的结合，小波分析的主要目的是为了得到重叠的色谱峰的信息，运用神经网络分析之后，可以在其中建立相关的模型，通过两者的结合来分开重叠的色谱峰信息，众所周知，把重叠色谱分开是一个非常复杂的工程，它们之间需要运用大量的元素来分开，效率极低，极其浪费时间。因为其内里复杂的重叠组织，而现在，人工神经网络为其分离提供了一种新的尝试[8]，不仅如此，通过人工神经网络的方法不仅可以分离，而且可以在分离之后得到更加精确的色谱信息。研究工作者在模拟退火神经网络的时候，会运用药物来优化整个分离的条件，这对于提高色谱精确度也非常有效。

6 环境监测中的评价

通过之前提到的BP网络，通过介绍与人工神经网络模型的结合，来阐述了整个模型应用的原理，通过综合相关的分析方法可以对环境监测中的适用性进行分析评价，这样表现出来的结果会更加客观。研究者可以从有预测模型中表现的结果，在水库里进行抽样，提取水库中的相关元素进行预测，确认是否与实际结果一致，可以通过建立人工神经网络来对水质中的污染指数进行评价，然后得出相应的成果。

7 结语

人工神经网络在整个环境监测中有着非常重要的作用，它拥有一些比较有意义特性，总共可以总结为以下3个方面：第一，人工神经网络具有自学习的特性。可以通过大量的图像来设计，进行相关的图像识别，把不同的几个图像进行整合分析，并且把与之相互对应的结果嵌入到神经网络系统中，系统会根据自己特有的自学功能，对以后相关的图像进行识别操作，它可以给人们提供一些预测结果，甚至在未来的无论是经济还是政治等方面提供一些预测，预测经济和市场，给未来的发展提供引导。第二，系统具有可存储的特性。人工神经网络里面包含了一种反馈的功能，而通过输入信息和模型整合，联系不同元素之间的关系，得出一些可能的联想信息。最后，神经网络还有一项功能便是优化得出答案的能力。

一般问题的因果关系都会涉及到多个方面，那么如何在多个元素中抽丝剥茧，不断地优化整个系统，是神经网络的一个主要的功能，它可以通过计算来得到最优化的解，即便其中的运算量牵连的比较多，但是结合神经网络中反馈联想的功能，再包括计算机强大的运算效率，那么得到答案有时候也是比较容易的。

人工神经网络在环境监测中表现的效果比较好，但是除此之外，在其他领域，运用神经系统也可以得到一些相关的数据，比如经济领域，它可以通过建立信息模型，来进行市场预测和风险评估，这些都是很好的应用方式。在未来的实践中，随着经验的积累，神经网络的应用在环境监测中会不断地深入，通过在色谱、光度等领域的剖析，为未来的环境监测效果提供了更多的可能性。

参考文献

[1] 黄胜林.遗传优化神经网络在大坝变形监测中的应用[D].辽宁工程技术大学，2012.

[2] 熊勋.人工神经网络在环境质量评价和预测中的应用研究[D].华中科技大学，2009.

[3] 王学.无线传感器网络在远程环境监测中的应用[D].山东师范大学，2011.

[4] 武艺.人工神经网络在土壤质量监测中的应用[D].浙江海洋学院，2015.

[5] 黄湘君.基于主成分分析的BP神经网络在电力系统负荷预测中的应用[J].科技信息：科学・教研，2008（16）：313-314.

[6] 李春梅，周骥平，颜景平.人工神经网络在机器人视觉中的应用[J].制造业自动化，2000（9）：33-36，49.

[7] 涂晔，车文刚.BP神经网络在福利彩票预测中的应用[A].中国智能计算大会[C].2009.

[8] 李岩，韩秋，郑万仁.BP神经网络在电力需求决策中的应用[J].现代经济信息，2009（22）：325-326.

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【关键词】无线传感器网络；矿井环境；监测系统；ZigBee技术

1.引言

我国的煤炭生产主要来源于地下开采，井下生产条件很恶劣，如：噪声大、粉尘浓度和有毒气体浓度较高。长期在这种环境中从事生产工作，会影响矿工的身心健康，同时给煤矿安全生产也带来隐患。由于矿井结构的复杂性，井下的重要环境信息如温度、湿度、压力、风速以及有毒气体浓度等，很难用有线通信手段实时地监控。无线传感器网络（WSN，Wireless Sensor Network）作为一种新型的无线通信技术，应用于矿井环境监测系统的分析和设计之中，不仅为矿井安全生产管理和事故救援提供可靠的技术支持，而且为类似矿井的环境监测系统的分析和设计提供理论基础和应用实例。

2.无线传感器网络分析

无线传感器网络是由部署在监测区域内大量传感器节点通过自组织方式构成的网络系统，各个节点协作地感知、收集和处理被监测区域中感知对象的信息，通过对这些信息的协作式处理，获得感知对象的准确信息。因此，传感器、感知对象和观测者构成了WSN的三要素[1]。

2.1 无线传感器网络体系结构

2.1.1 无线传感器网络的一般结构

典型的传感器网络由传感器节点、汇聚节点、互联网或通信卫星和任务管理节点等部分构成。传感器节点随机部署在被监测区域内，节点以自组织形式构成网络，每个节点都可以收集数据，并通过“多跳”路由方式把数据传送到汇聚节点和其他相邻节点。汇聚节点直接与互联网或通信卫星相连，通过互联网或通信卫星实现任务管理节点与传感器节点之间的通信。用户通过管理节点对传感器网络进行管理和配置，监测任务并收集监测数据。

2.1.2 传感器节点的功能模块结构

无线传感器网络的关键设备是传感器节点。一般来说，传感器节点由传感器模块、数据处理模块、无线通信模块和能量供应模块组成。其中传感器模块由各类传感器及数模转换设备组成，主要用于感知被监测区域的环境信息，并将其感知到的信息数据传送给处理器模块；处理器模块主要负责协调节点各部分工作，如对感知模块获取的信息进行处理、保存，控制数据采集操作和电源的工作模式等；无线通信模块主要负责与其它传感器节点及观测者的通信；能量供应模块提供传感器节点正常工作所必需的能源，它是影响节点寿命的关键因素。无线传感器节点结构如图1所示。

图1 传感器节点结构示意图

2.2 无线传感器网络的特点

2.2.1 传感器节点体积小，成本低，具有自适应性

无线传感器中应用的传感器节点各部分集成度很高，因此具有体积小的优点。传感器网络是由大量的传感器节点组成，制造成本低。此外，传感器网络可在比较恶劣环境下工作，比如矿井、矿山，经常有节点失效或新节点加入网络，使网络的拓扑结构动态变化，因此，传感器网络具有很好的可靠性和自适应性。

2.2.2 电源能量是网络寿命的关键

无线传感器网络通常部署在恶劣环境或人不宜到达的区域，电池能量有限，且一般无补充能源，传感器节点由于电源能量的原因经常失效或废弃，因此如何提高电源效率是设计节点考虑的关键因素。

2.2.3 数据管理与处理是传感器网络的核心

无线传感器网络最鲜明的特点就是以数据为中心，传感器网络的设计必须以对感知数据的管理和处理为核心，把数据库技术和网络技术紧密结合，从逻辑概念和软、硬件技术等几个方面考虑其系统实现。

3.MEMSoWSN系统方案设计

MEMSoWSN是基于无线传感器网络的矿井环境监测系统的简称，系统方案基于无线传感网络技术构建，以实现对矿井环境监控和管理。

3.1 系统结构分析设计

图2为矿井环境及人员监测系统整体结构图。该监测系统可分为两个子系统，采集与传输系统（井下部分）和监测与管理系统（地面部分）。

图2 MEMSoWSN整体结构示意图

3.2 采集与传输系统

采集与传输系统主要包括移动节点、路由节点以及汇聚节点，实现对矿井生存环境等信息的采集与传输。其中，移动节点和路由节点都是传感器节点，主要收集井下环境信息，不参与多跳转发，只将本节点感知的信息发送给邻近路由节点；路由节点参与多跳转发，并感知矿井空气中有害气体的浓度和成分（瓦斯、一氧化碳等）以及矿井中空气的物理状态（如风速、负压、温湿度等），将感知的数据根据路由协议发送出去；汇聚节点的作用是实现传输系统和管理系统之间的数据传输，相当于系统之间的一个网关节点。

3.3 监测与管理系统

监测与管理系统包括监控中心计算机网络、数据库和监控软件等，无线传感器网络收集的数据通过汇聚节点传给监控中心并存入数据库，监控软件对数据进行分析处理，并根据数据的变化对人员及井下环境进行管理控制。

3.4 数据处理流程设计

MEMSoWSN系统的数据处理流程是：首先由传感器节点进行井下环境信息实时采集，经其内置的处理单元简单处理后发送给邻近路由节点，路由节点通过多跳转发的方式将数据发送给汇聚节点，汇聚节点将接收到的数据转发给地面信息监控中心，信息监控中心将接收到的汇聚节点的数据存入数据库，并对数据进行分析，以得到有用的井下环境信息，最后将分析结果展现给管理员。

3.5 传感器节点设计

根据无线传感器网络的通信原理和单片机知识，可设计如图3所示的传感器普通节点，图4所示的汇聚节点。

图3 普通节点示意图

图4 汇聚节点结构示意图

3.6 信息监控中心设计

信息监控中心主要功能是接收汇聚节点监测的数据，分析井下环境状况。它主要由网关服务器、数据库服务器、信息监控服务器等组成。网关服务器用来与汇聚节点进行通信，实现协议转换；数据库服务器用来分类存储传感器网络发来的井下信息，同时与信息监控服务器进行通信；信息监控服务器运行监控软件，分析并显示井下环境状态。

监控软件是信息监控中心的关键部分。它由实时显示模块、数据查询模块、数据统计模块、告警管理模块和系统维护模块组成，如图5所示。实时显示模块动态显示井下环境信息；数据查询模块实现矿工信息精确查询、路由节点工作状态查询以及所关心节点传感器数据的查询等；数据统计模块统计系统工作情况；告警管理模块对各种传感器数据进行阈值限制，当出现非正常情况时进行告警，以便使管理员及时做出响应；系统维护包括登录人员管理、系统界面维护以及系统密钥管理等。

图5 监控软件功能模块结构示意图

3.7 实用性和可行性分析

底下矿井空间狭窄、密闭、地质状况多样，不易布设有线设备监测点，无线传感器网络中的传感器节点体积小，成本低，可以随意撒放于任何不规则空间，它们感知被测区域信息并相互传递，使有线设备难以获取的数据通过汇聚节点和路由节点最终到达监控中心，实现矿井环境信息的实时监测。

设计无线传感器网络应用或试验时，通常使用ZigBee通信技术。ZigBee技术是一种近距离、低功耗、低成本的双向无线通信技术，可以嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能。同时，考虑到井下通信的一些特殊要求，比如：矿井巷道的半封闭空间结构以及煤的电介质特性使得矿井在频率较高的情况下类似于波导，可以在2.4GHz频段工作，使高频无线电信号在矿井中更为有效地直接传输。许多学者已经对无线信号在矿井中的传输进行了试验，结果证明其传播性能较好[2]。2.4GHz频段又是全球通用的工业、科学、医学（ISM，Industrial，Scientific and Medical）频段，免付费、免申请，在此频段上天线尺寸和芯片功耗可以设计的更小，井下通信非常适合用。在实验室，应用OPNET（Optimal Network Engineering Tools）仿真开发工具OPNET Modeler，即可进行仿真实验。

4.总结与展望

本文结合矿井环境的特点，通过分析无线传感网络的技术特征，分析设计了基于无线传感器网络的矿井环境监测系统模型，结合相应的无线通信技术及其路由协议即可进行仿真。

随着无线传感器网络的发展及矿井环境检测手段的不断提高，今后的研究工作还将进一步扩展。可从以下几个方面提升系统的整体功能，如增加传感器节点的功能，引入声音和视频等多媒体传感器，使管理人员对井下情况一目了然。结合WSN数据融合技术，提高数据收集效率，获得更准确的井下信息，节省节点的能量延长其寿命等。

参考文献：

[1]李建中,李金宝,石胜飞.传感器网络及其数据管理的概念、问题与进展[J].软件学报,2003,14(10):

1717-1727.

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关键词：数据库；监测数据管理；设计以及开发

中图分类号：TP311.52

随着网络不断普及，我国环境监测部门累积了各级部门数据，已经储备了大量的监测数据。虽然这些数据量比较充足，但是监测数据的管理工作依旧停留在表面，只是进行简单的手工交互处理以及单机处理，这些数据无法被整合在一起，数据总是属于分散状态。另外，数据审核主要是靠手工进行核实。这些原因导致数据在运行中，数据无法得到高效运行、数据有序化程度比较低，最终导致信息在进行开发时，滞后性非常明显。从发展现状上看，各级信息收集部门要自备一套完整的信息处理方案，该方案可以实现整合网络化、可以实现业务信息处理。该方案适应环境监测数据管理需求，可以保障网络技术在高度发展环境下实现管理需求，从而不断提高环境监测质量，综合分析能力也得到提升。

1 系统设计实施

1.1 开发平台

该系统使用的是微软公司NET作为技术开发平台，系统使用的开发语言是VB语言、NET语言以及ASP语言，这是系统最常使用语言。有的WebGIS部分不采用语言进行编程，它使用的是MAPX技术以及MAPINFO家族技术，这两项技术同语言编程一样重要。该系统主体使用的是B/S构建，该构建能够保障系统正常运行。其中录入使用的构建是C/S结构，该结构保障系统正常运行，提升运行效率。

1.2 服务器端与客户端进行互换

系统使用了B/S架构之后，主要利用WebService就可以实现简化作用，该简化主要体现在服务器端以及客户端之间的交换。众所周知，WebService在网络运行中，它可以发挥出调用的作用，满足客户端调用需求。只要进行客户端调式，WebService就会在服务器中运行，运行中处理各种问题，收集各个服务端的数据，将最终的结果返回到调试区域内，用户只要进行互换便可以实现服务器端以及客户端高效互动。系统在进行数据访问时，使用的是技术，该技术能够保障系统运行速率，能够实现数据缓存。在系统中，该技术被称为数据缓存技术，这主要参照了该系统功能来定义。技术保障数据在数据库中实现交互，交互成功的数据在放置内存中。在后期系统会根据这些数据的归类，会使用到这些数据。数据被使用，在系统运行时，交互速度明显提升，保障系统运行效率。

2 主要功能模块

2.1 进行监测数据录入

C/S结构类型的数据，该结构能够为数据提供清空数据库，也是人们熟悉的数据初始化处理。可以在该结构中进行校验设置、数据导出、数据录入等等工作。另外，还可以进行数据查询修改以及时间设置等等功能。这些功能实现，主要为了各级数据查询修改每个月能够获取检测数据，能够高效的使用这些数据。数据通过该方式处理之后，例行监测数据得到规范化运行。这些数据利用效率明显提升，可以其余的数据还可以直接导入网络版本系统中，提供给环境监测平台使用。该系统的功能模块主要有数据分析、数据管理、数据录入、数据输出以及自动监测数据管理等等模块，这些模块在运行中相互促进，相互推动系统高效发展。随着网络技术不断发展，该功能模块还延伸到系统设置、定点数据分析以及WebGIS数据查询等等功能，功能不断增强，系统运行水平不断提升。

2.2 例行监测数据导入

该系统可以提供两种数据导入格式，第一种是ACCESS格式，第二种是DBF格式，这两种形式借助数据导入工具进行传输。那些不符合要求的数据，重复的数据以及校对不能通过的数据在该系统中全被拒绝在外，无法导入系统内部，如果强制性被导入，会有错误提示。用户在该系统中，可以自行制定校对规则，该校对规则主要包含监测项目是否完整校对、监测点位是否完整校对、监测值是否在规定范围内等等，这些设置值用户可以完全自行进行设置。根据工作需求，根据系统运行规律进行设置，该设置内容完全符合系统运行需求。操作人员如果有需要对数据进行查询，或者是将对数据结果进行分析，可以在EXCEL中进行编辑，便可以实现。另外，系统还向用户提供特殊的导入工具，该工具能够过滤不符合需求的数据，保障导出功能能高效率运行。

2.3 例行监测数据管理

监测数据管理主要有两种形式，第一种是监测数据管理，另一种是基础数据管理。基础数据管理包含诸多内容，最主要的有时间转换基础代码、数据增加、数据修改以及按点位属性数据等等，它包含的数据类型比较复杂，这些数据在运行时，需要细分出数据间的关联点，才能保障这些数据存储安全性。另外，监测数据管理，它主要包含高级查询、简单查询以及按照点位属性数据，这些数据查询方式都比较简单，而且数据类型也比较简单。

2.4 例行监测数据分析

这些被收录的数据要进行分析，分析的最终结果要绘制成报告以及图表，这样人们在查看数据的时候才更直观和清晰。环境监测部门重视数据分析工作，该工作成为环境监测部门工作的核心。该分析模块主要是对入海河口、地下淡水、江河水源、近岸海域、空气质量以及噪声进行监控分析。数据分析模式主要包含宏观以及微观两大模式，微观的分析模式是人们熟悉的污染物分析，在进行污染物分分析时，主要得出超标率、水质类型、数值以及平均值等等，这是微观分析主要内容。因对应的宏观分析，它要对个站点进行分析，从监控点中收集数据，然后进行综合分析。分析的结果能准确的反映出环境情况，环境情况主要由空气污染级别、综合污染指数、大气污染指数以及水质污染指数等等。宏观和微观数据分析方式，可以将这些收集到的数据进行详细分析，将最终的结果用图表的形式展现，方便人们查看。数据分析时，用户可以根据污染物类型，选择合适的评价标准。对污染物地点、点位集以及地区等等，在进行设置时，应该基于标准体系要求下，这样才能保障数据分析得准确、科学。webGIS数据查询分析，该数据可以通过视图类型，将图景进行缩放，也可以进行移动。人们还可以根据需要将属性数据以及地图数据进行互换查询，在地图中便可以实现各种数控分析，分析效率高，保障分析精准度。随着社会不断发展，网络技术快速发展，它方面了人们生活，提高人们工作质量。数据管理平台在该技术下，得到完善和发展。各个部门拥有了监测数据管理平台之后，工作效率和质量快速提升。科技推动社会进步，科技发展社会，该平台方面各级部门开张工作。

3 结束语

该数据平台借助NET平台开发，使用人们熟悉的B/S架构，再借助NETRemoting技术以及MAPX技术，对网络运行中常出现的问题进行分析，WebGIS技术推广使用。环保部门利用该技术便可轻松的获取管理监测数据，而且该数据在新平台上，得到高效运行。为日后软件系统开发应用提供了发展平台，该平台符合信息技术发展需求，保障系统快速运行。

参考文献：

[1]柯跃前，黄江福.基于ZigBee模块的海洋网箱养殖环境监测数据传输系统设计[J].渔业现代化，2012，5.

[2]李晶，刘颖.浅谈实验室CMA计量认证技术在环境监测数据处理中的应用[J].中国科技博览，2012，33.

[3]徐健，郑业鲁.农田环境监测数据可视化系统的设计与实现[J].农业网络信息，2013，2.

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[关键词]信息技术；计算机网络；校园文化建设

[中图分类号]G40-055 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432(2008)52-0030-02

高校校园文化是社会文化的一种特殊形态，它是以校园为空间，以师生为主体，以校园精神为核心的社会文化形态。它是依附于高校这个载体并通过高校这一载体反映和传播的文化现象，属于社会文化中的一种亚文化。校园文化本身具有一定的独立性，但它不是在封闭状态下形成的一成不变的文化形态，其发展和建设要受到社会文化和其他亚文化的影响。目前，随着高校信息化进程的推进，网络已深入高校教育领域的各个环节，高校校园文化受到网络环境的影响，呈现出许多新的特点。网络正以其自身的优势，对高校校园文化建设产生巨大的影响。

1 网络环境下高校校园文化的新特点

信息化校园的出现为校园文化提供了一种全新的物质技术环境，网络成为校园文化建设的重要载体，网络环境促使校园文化发生了新的变化。

1.1 校园网络文化成为校园文化在网络环境下的新形式

校园网络化的直接结果是网络文化与校园文化形成“交叉”，并进而产生了一种新型的校园文化――校园网络文化。校园网络文化是校园文化在网络环境下的新发展。校园网络文化是指高校校园内与互联网紧密联系的一种文化形态，具有全球性、开放性、平等性、交互性等特点，它克服了主、客观的分离，实现了现实文化与虚拟文化的兼容，构造了一种全新的校园文化社区。

1.2 网络环境下校园文化主体的参与方式呈现出平等性

网络文化最大的特征是在于交往的虚拟性，在虚拟条件下，网民的交往角色是虚拟的，交往更加平面化，是一种典型的横式的平等交往。当代的青年学生受其的影响，其价值取向也出现了强烈的多元化和个人本位化特征，这在校园网络文化中表现的极为明显。同时，网上交往的虚拟性淡化了现实生活中的同学同乡等种种交往“圈限”，从而使的交往更加自由平等。

1.3 主流文化影响作用弱化、高校校园文化的社会属性更加显著

价值多元化的基础是文化交流和文化比较，通过网络，大学生可以了解到各种文化和价值取向，经过反思和理解，形成自己独特的价值取向和文化认同。由于大学生更加依赖网络获取知识和接受教育，因此，价值多元化的发展必然弱化社会主流文化对大学生的影响。伴随着校园信息化的发展，社会文化对校园文化的影响度空前加大，传统的“校园特色”或“独立性”有一定程度减弱，校园文化的社会属性日益增强。

2 网络对高校校园文化建设的巨大影响

在信息时代，互联网已成为继报纸、广播、电视之后的“第四媒体”。网络信息的及时性、广泛性、自由性和开放性等特征，吸引着越来越多的大学生走进网络世界。高等院校是中国社会“网络化”的发展前沿阵地，随着网络信息教育的普及和发展，网络正逐渐成为高校师生信息来源的重要渠道，使学生的生活和学习方式产生了巨大的变化，可以说网络的普及应用开辟了校园文化发展建设的新时代。

校园文化通过创造一种教育的环境，影响教育的效果，以不知不觉的、潜移默化的情感陶冶、思想感化、行为养成的方式，达到教育的目的。校园文化不是存在于学校围墙之内的闭环系统，而是与一个时代的文化变迁有着千丝万缕的功能性联系。当今，对于校园文化影响最大的外部因素无疑就是网络。网络对高校校园文化建设有着巨大的影响。它的影响作用，“并非简单是非、优劣、好坏能作结论，即使是消解与融合、正面与负面的影响，也是相互包容的关系，是一种文化的互动与发展”。

2.1 网络发展给高校校园文化带来新的机遇

(1)网络使先进思想有更快的传递速度；巨大的速度优势，是网络最重要的特征。网络信息传播的迅捷性加快了校园文化的发展速度，将相对封闭的校园变成开放的信息交流空间，扩大了校园文化的信息来源和活动空间。

(2)网络资源的共享性为校园文化传播开辟了新的途径；随着网络功能越来越强大，高校可利用网络充分展示自己极具个性的校园文化，将抽象的精神文化具体化，增强校园文化的吸引力和感染力。这样既可将本校学生凝聚在自己优秀的校园文化氛围中，同时又向社会宣传本校的优良作风和光荣传统，积极扩大高校校园文化的引导功能。

(3)网络的应用能够使高校的校园文化建设更加受到广泛关注；人们在接受文化相互影响的同时，也将刺激和强化已经觉醒了的民族文化意识，将自己的民族文化展示给世界。全球文化发展的趋势也为今后我国的文化建设提供了一定的参考坐标和新思路，对于高校校园文化建设的开拓和发展提供了难得的历史机遇。

2.2 网络对高校校园文化的冲击

(1)传统校园文化内容受到强烈冲击。网络将世界各国紧密联系起来，不同的文化形态、思想观念在互联网上或相互交融或相互冲突。由于网络环境的特殊性，使得网络信息错综复杂真假难辨，大学生正处在人生观、价值观、道德观形成的关键时期，易受外来思想、观念的影响和左右。从而使网络文化给传统校园文化内容带来强烈冲击。

(3)互联网淡化了大学生的责任心。由于目前网络环境还没有形成系统的法律规范，网上行为主要依靠用户的自觉和道德约束。因此，在互联网上，人们似乎不需要承担任何责任。这些都给正在成长中的大学生造成道德责任感的削弱和自由意识的泛滥，不利于他们的健康成长。

(4)网络文化逐渐成为校园文化中的非制度文化环境。与传统校园文化活动相比，在互联网上组织活动，不需要遵循某种制度和规则的约束，从而带有更大的自主性和随意性，也比较难以控制。网络文化的这一特性，也影响到校园文化的制度建设和发展。

3 网络环境下高校校园文化建设的对策

网络时代，引导高校校园文化向积极的方向发展，是一个系统工程，需要社会多方面的努力。笔者认为当前应从精神文化、物质基础、管理监控机制等几个方面入手，用好网络这把双刃剑，真正实现高校校园文化教育和引导功能，保证网络时代高校校园文化的健康发展。

3.1 加强精神文化建设，丰富高校校园文化内涵

精神文化是校园文化的核心，体现着学校的价值观，是校园文化的方向和实质。在网络环境下，要重视精神文化的建设，为创建和谐校园文化奠定基础。

(1)塑造与时俱进的大学精神。大学精神是高校文化的核心与灵魂，高校应把塑造大学精神放在校园文化建设的首要位置。在网络环境下，更要塑造具有鲜明时代特色与学校个性特色的大学精神。以校园网为交互平台，培育师生的科学精神、民主精神、人文精神、创新精神及理性

的批判精神，增强师生的社会责任感和历史使命感。

(2)倡导和谐的人文精神。离开和谐的人文精神，网络技术就有可能将青年学生引向邪路。应将网络技术与人文教育相融合，广泛开展大学生喜闻乐见的网络文化活动。用人文精神陶冶学生的思想情操，训练他们的情感意志，抵御网络不良思想的侵害。

3.2 加强网络硬件设施建设，为高校校园文化建设提供物质基础

物质文化是校园文化的基础，是实现校园文化建设的途径和载体。在网络环境下建设高校校园文化，需要加强网络硬件设施建设。

(1)加强校园网络系统建设。目前，我国高校大都建立了校园网，校园网络硬件系统的建设程度，直接影响着高校校园信息化进程，关系着校园网络文化的形成与发展。

(2)营造良好的校园网络文化氛围。网络环境下的现代教育，要求高校转变观念，积极开拓校园文化建设新阵地。运用校园网络系统，开发内容健康、形式多样的综合性主题教育网站。利用电子公告、聊天室、电子信箱、专题栏目等形式，对学生的思想意识加以引导。在营造良好校园网络文化环境的同时，加强校园文化建设。

3.3 加强管理和监控机制，为高校校园文化建设提供制度保障

制度文化是校园文化的内在机制，它的建立健全为高校和谐校园文化提供了重要保障。在网络环境下，不仅要发挥传统制度的优势还需要建立适合网络文化发展的新制度。

(1)依法治网。近年来，网络犯罪有愈演愈烈的趋势。世界各国纷纷积极推进网络立法，我国也颁布了一系列管理条例，对网络安全进行监督和管理。高校应积极响应国家法律政策，严格依法治网，打击网络犯罪，为校园网络文化建立良好的环境。

(2)建立健全网络管理制度。虽然网络已经成为当代大学生生活的一部分，但很多高校还没有建立网络使用管理制度，使网络管理和监控在具体实施阶段缺乏依据。各高校可以广泛发动学生，通过民主决议的方式建立健全网络管理制度。利用这些制度对学生网络游戏时间、浏览内容等进行一定的限制，逐步引导学生养成良好的上网习惯。

(3)加强网络道德教育。利用校园网向广大师生宣传网络道德规范，帮助他们树立正确的网络道德观念，培养健康的网络道德人格。采用他律与自律相结合的方式，逐步增强学生的自我约束能力。

网络化是时展的特征，它对高校校园文化建设起着不可忽视的作用。作为培育时代精英的重要场所，高校应开发网络优势，加强学校物质环境、管理制度、精神内涵建设，形成具有时代特色和学校个性的校园文化，为完成教育目标、培养高素质人才创造良好的文化环境。

参考文献：

[ 1 ] 蔡克勇. 网络与校园文化建设[ J ] . 民办高等教育研究,2007(6):1-8.

[2]高鸣.试析网络文化与传统文化比较研究中的几个误区[J].中国高等教育,2006(17):32-33.

[3]高鸣,贾敬远.网络文化视域中的校园文化建设路径选择[J].学校党建与思想教育,2007(6):70-71.

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关键词：无线传感器网络;汇聚节点;水环境;实时监测

中图分类号：TP393 文献标志：A 文章编号：2095-1302（2014）12-00-03

0 引 言

随着工业化的发展，水环境的状况越来越恶劣。实时监测水环境中的各项参数对水环境本身有着重要的意义。

目前针对水环境的数据采集有两种主要方式：一是建立观测站，其破坏性大、监测实时性不强、成本高、移植性差。二是人工取水样，采集至实验室分析，其劳动强度大、采集时间长、数据不准确且受天气、地域、时间等限制。本文提出采用无线传感器网络（Wireless Sensor Network ，WSN）实现实时监测水环境中各项参数。WSN具有成本低廉、移植性好、实时性强的特点。系统包括节点、汇聚节点、上位机三部分的设计。它采用ZigBee协议自动组网和将CC2530作为主控芯片对水环境参数监测的节点及汇聚节点的软硬件进行了设计，汇聚节点收集各个节点的采集数据，然后通过GSM/GPRS传送至上位机平台。上位机平台的软件对传感器节点采集的参数信息和节点本身信息作相应的数据分析与处理，实现实时监测水环境中的参数、污染物排放情况、水质情况以及水环境中突发状况。整个系统实现了无线传感器网络的远程水环境参数实时监测。

1 水环境中参数实时监测系统概述

本文提出的水环境中参数实时监测节点主要应用于建立河流水库等大范围、具有自组网络、动态拓扑、多跳传输和自修复功能的基于无线传感网络的ZigBee自动组网和GSM/GPRS实时传输的系统，如图1所示。

WSN系统包括了节点、汇聚节点、网关及处理平台。其中节点采用人工的方式均匀部署，WSN通过ZigBee协议自组织网络，节点采集数据传送给汇聚节点，汇聚节点再通过GSM/GPRS传输到远端的水质监控中心，之后将由监测管理计算机负责对数据进行数据整理、数据分析比较与数据存储工作。一旦数据出现异常，则提示操作人员注意对应区域的环境状况，从而实现远程实时监测[1]。

图1 WSN系统示意图

无线传感网络节点可根据水环境中参数实时监测要求，安装在河流、水库、工业废水排污口等地点并以野外无人值守方式工作，通过传感器采集监测水环境区域中的离子浓度、盐度、电导率、浓度等的参数。为了建成一个针对不同测试环境可任意组合的多功能实时监测无线传感网络节点平台，设计需求如下：

（1）多种指标监测：依据各行业废水参数主要在线监测指标可知，对于不同区域的水质，所需要测量的指标也不同。要求同时监测多种水质指标，并根据不同区域选择不同的传感器组合。

（2）节点电源模式：由于监测网络节点安装在户外，分布较散，只能采用电池电源供电。为延长网络的生命周期，在软件上优化或采用太阳能供电。

（3）多拓扑多节点无线通信：为实施对某片水域的水环境参数进行实时监测，需要在目标流域内部署无线传感网络节点，各节点将采集到的参数传送到中央控制系统，从而完成目标流域的数据采集。因处于不同的监测环境，节点的空间分布差异较大，例如对水库湖泊环境的监测，需要将大量监测节点在水域内均匀分布;对江河流域水质的监测，则需要将他沿着河岸分布，形成链状结构;若是监测排污口，则节点主要分布于排污口附近区域。因此要求监测网络节点可实现多种拓扑结构连接，并实现多节点接力通信的功能。

（4）设备成本：传感器无线网络需要大量节点，因此应考虑成本问题，尽可能精简设计，降低节点的总成本。

2 无线传感网络节点设计

2.1 系统结构

汇聚节点核心模块由主控MCU STC89C52和ZigBee通信模块CC2530组成，普通节点由CC2530连接若干种针对不同监测项目的传感器，通过这些传感器实现对不同测试环境可任意组合的无线传感网络监测系统，不同水环境可选择不同的传感器组; ZigBee网络管理和数据收发主要由CC2530模块负责，利用Z-Stack协议栈的API接口，模块实现了ZigBee无线网络的动态组网、网络自恢复、数据发送和数据接收等任务[2];传感器模块的接口按照标准的工业通信接口设计，保证了设计的标准化和平台化，具有良好的可扩展性和可移植性。系统流程图如图2所示。参数检测传感器所采集的数据通过信号调理电路，若为数字信号则直接送至CC2530单片机;若为模拟信号则需先经信号调理电路放大、滤波，再发送给CC2530的内置AD转换器。CC2530节点自动组网络通过RS 232接口与汇聚节点中的主接芯片STC89C52连接。汇聚节点接GSM模块，该模块通过GPRS将数据以无线方式发送至上位机，上位机再将数据存储并分析。

图2 数据流向图

2.2 传感器节点硬件设计

2.2.1 节点设计

ZigBee无线通信模块选用德州仪器（TI）ZigBee处理芯片CC2530，该芯片是专为ZigBee及IEEE 802.15.4应用设计的SoC芯片。CC2530适用于有低功耗工作需求的设备，具有多种低功耗操作模式，通过设置芯片内部的电源管理控制器可关闭芯片部分内部时钟和射频模块的电源，使芯片进入不同程度的低功耗模式，并且可以在各种低功耗模式间进行快速切换，进一步降低电流损耗。CC2530的8051内核通过芯片中设置的RF指令集处理数据收发、中断、DMA和FIFO等硬件抽象层的工作。CC2530在应用层到硬件抽象层之间加入了Basic RF层，对CC2530进行ZigBee数据传输的编程时，利用Basic RF层提供的通信API函数，可以极为便捷地实现用户的程序工作量，无需进行硬件抽象层的各种繁杂设置和状态处理[3]。

汇聚节点中主控MCU选择的是STC89C52和CC2530。STC89C52与CC2530均具有低功耗、高性能的特性，尤其适用于使用电池供电，要求长时间工作的场合。汇聚节点负责各个节点的数据接收、发送以及收发命令。

本设计方案将STC89C52与CC2530结合，通过UART接口与ZigBee模块通信把得到的数据通过GSM/GPRS传输到上位机，监测数据的无线发送与命令接收。

2.2.2 传感器模块

传感器模块是监测水环境参数的关键。用户可根据不同的水环境选择监测不同的参数。主要监测数据有离子浓度、盐度、电导率和温度。其中，离子浓度、盐度和温度传感器为购置传感器，电导率传感器为自制传感器，下文将详细介绍该传感器，其他传感器忽略。

电导率传感器是由一根铁棒和一根黄铜棒组成，根据相关化学知识可知，两个金属棒在水体中会发生阳离子和阴离子的移动，产生电流形成恒流源。若在两个金属棒上串联一个阻值合适的精密电阻，则可监测污染物排放后水体的导电性能。金属物含量多的废液的排放将会改变水的导电性能，该排放物浓度越高，水的导电性能越好。具体过程为，排放污染物越多，排放位置的一些酸碱性的离子就越多，产生的电流越大，导电性能就越好。再通过污染物扩散，传感器节点测得各点位置的导电率后可实时预估污染源的位置及污染程度。自制电导率传感器如图3所示。

图3 电导率传感器模块

2.2.3 电源模块

结合无线传感网络节点对电源系统要求的低功耗、长时间工作、低成本的特点，节点电源选择了锂亚硫酰氯电池ER34615（铅酸蓄电池能量小、重量大、对环境腐蚀性强、电解液需要定期维护，同时太阳能电池成本高、体积大，因此具有高性能、高可靠性、工作温度范围广等特点的锂亚硫酰氯电池是更好的选择）在本设计中，汇聚节点由STC89C52和CC2530组成。普通节点仅用CC2530。采用ZigBee低功耗设计，在节点采集、传输数据时进入工作模式，传输完成后进入节能模式，可大幅度降低系统的能量损耗，并且配合高能量密度的锂电池使用，可以满足长时间工作的要求，且有效降低节点的体积和重量[4]。

2.3 节点软件设计

基于无线传感网络的监测节点主要利用单片机STC89C52和ZigBee通信模块CC2530负责信息的采集控制与无线网络传输。CC2530负责采集节点上各个水环境中参数实时监测传感器的数据并对每个数据进行测量值到理化值的数据转换[5]，然后再按一定格式打包，通过UART接口发送到STC89C52单片机，最后经过GSM/GPRS模块向远程上位机进行传输;ZigBee模块由主控单片机发送初始化自组网命令和自恢复命令，实现初始组网与自动检测恢复，负责网络组网与连接[6]。软件工作流程见图4。每个传感器节点具有简单的分布式处理数据的能力。如对监测数据的比较，可知是否有参数超标，若有则预警，若无则连接网络发送数据。同时也有优化软件，使其功耗最小化。

3 结 语

本文将无线传感网络与水环境参数监测相结合，利用ZigBee无线传感网络实现自组网与通信，而使得无线传感器节点可以大范围铺设，不受区域限制，可实现其对水环境中各类参数的实时采集。同时也可以作为工业农业生产中参数的实时监测。

图4 节点软件流程图

参考文献

[1]史兵， 赵德安， 刘星桥，等. 基于无线传感网络的规模化水产养殖智能监控系统[J].农业工程学报， 2011， 27（9） ： 136-140.

[2]吴键， 袁慎芳. 无线传感器网络节点的设计和实现[J]. 仪器仪表学报， 2006，27（9）：1120-1124.

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[4]赵刚， 侯立刚， 罗仁贵，等. 无线传感网络中低功耗处理器的设计和优化[J].半导体学报， 2006， 27（z1）：370-373.

[5]胡爱娜. 基于能耗均衡的无线传感网络自适应数据存取算法[J]. 电子科技大学学报， 2014 （2）： 235-240.

[6]张荣标，冯友兵. 基于IEEE802.15.4的温室无线监控系统的通信实现[J].农业机械学报，2008，39（8）：119-122，127.

Wireless sensor network based remote real-time monitoring of parameters in water environment

LI Jin-sheng， ZHOU Yuan， CHENG Jie

（Information Science and Engineering College， Wuhan University of Science and Technology， Wuhan 430081， China）

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摘 要：全国环保系统辐射环境监测网络是由环保部在“十五”期间提出并建立的，对环境安全的保护发挥着至关重要的作用，该文研究了辐射环境监测网络的现状与存在的问题，提出了相应的发展策略，未来的辐射环境监测网络势必会实现大规模发展与质量推进。

关键词：辐射环境监测网络 辐射监测 现状 发展探索

中图分类号：X84 文献标识码：A 文章编号：1974-098X（2016）03（a）-0081-02

在环境保护工作中，辐射环境的监测至关重要。在我国核能与核技术利用产业的迅速发展背景之下，社会公众与舆论对核与辐射的监测、辐射环境质量的关注日益加深，核安全与辐射环境监测工作的重要性也愈发明显。加大辐射环境的监测力度，建设与发展全国性辐射环境监测网络，满足环保新形势发展所需，是我国环保系统所面临的重要课题与任务。

1 辐射环境监测网络现状

1.1 网络组织机构

环境保护部对我国辐射环境监测网络进行组建，组成部分有8个国家级辐射环境监测监管机构、31个省级辐射环境监测机构以及106个地市级辐射环境监测机构，各级机构共同组成了监测网络体系。国家级辐射环境监测监管机构的主要任务为从技术层面对全国辐射环境监测网络提供支持，31个省级辐射环境监测机构是全国辐射环境监测网络的主力军，对各自地区的省级辐射环境监测网络管理负责，进行辐射污染源的监督、质量以及应急监测。部分地市级辐射环境监测机构同样承担当地辐射污染源的监督与质量监测。

1.2 队伍建设

自2005年以来，我国每年相关从业人员的数量呈近千人增长，但是增长多以技术人员为主，工程师与高级职称人员的增加少之又少。从学历组成上来看，本科学历人数最多，比例超过55%，硕士学历人数不足20%，博士学历甚至不足1%。

1.3 质量体系与制度建设

质量体系建设方面，在计量认证与实验室国家认可条件下，辐射环境监测网络内的各机构成员逐渐形成了预防为主、全程控制的质量管理体系，并在内部审核与管理评审过程中具备了借助于纠正与预防措施解决质量体系实施问题的能力，进而形成了一个自我完善机制对实施质量予以不断改进。

制度建设方面，环保部以全国辐射环境监测工作的实际需要为依据，出台并颁布了一系列政策文件、培训教材与技术规范，例如《全国辐射环境监测方案》《辐射环境监测分析方法汇编》《辐射环境监测技术规范》等。此外，全国辐射环境质量信息系统软件与放射源监督管理软件的开发也是为推动制度建设所做出的努力工作，通过夯实“机构建设标准化”“监测方案标准化”等各方面的基础，对辐射环境监测中的质保工作予以强化。在“全国辐射环境监测项目”的实施过程中，环保部为了将网络运行的效率与质量提高，依靠全国辐射环境监测网络的支持，制定了大量管理办法与规范，例如《辐射安全监管与监测工作年度考核办法》等，力求对辐射环境国控监测数据的准确性、完整性以及科学性进行确保。

2 辐射环境监测网络存在的问题

2.1 监测机构职能定位不明

以省级监测机构为例，我国各省级监测机构现阶段的运作方式参考的是事业单位与行政单位的管理方式，承担监测环境的任务，急需提高技术水平。然而，目前我国一些省级环境监测机构还肩负着管理与监督的行政职能，这为其独立完成工作与监督提出了要求。技术职能与监督监察职能的交叉会带来监察的不利，权责的不明易扰乱监察机构的内部体系，严重影响到各项工作的完成质量。此外，若由同一角色执行上述两项职能，会加剧部门管理难度，辐射环境监测机构中财政与人员的不透明性也会加大，不利于长期稳定发展。

2.2 质量保证工作跟不上新形势的发展

目前，我国的辐射监测网络质保体系已经具备一定规模，各省站陆续通过了计量认证，部分省站亦获得了实验室认可，但是有效的质量监督机制较为欠缺，也不具备相应的监测人员执业认可制度，需进一步规范持证上岗。此外，系统的人员培训体系也尚未形成，辐射监测能力与人员素质均需得到提高。

2.3 队伍建设滞后

较之国际水平来说，我国环境监测人员的数量与质量组成均比较弱。虽然我国对辐射环境的重视日益加深，环境监测人员的队伍建设也有所深化，但是技术人员的大量增加与工程师、高级职称人员的极少增长体现了能力的断层。辐射环境监测工作专业性极强，从业人员的个人素质急需得到提升。

2.4 基层工作的工作能力不足

我国辐射环境监测工作的落实以基层工作为基础，目前，我国基层工作者的工作能力梯度性十分明显，各地区之间也存在着很大的差距。对于基层组织来说，工作重点应是大型事故的监测、预防与控制以及日常环境监测。但是，很大一部分基层工作组织并未加强对事故应急演练的重视，这为日后的工作埋下了安全隐患。在日常的监测中，部分地区的仪器与监测方法比较落后，有些监测人员欠缺数据分析能力，这种情况经常发生于县级或地市级的监测机构中。

3 辐射环境监测网络的发展探索

3.1 加强法规建设，理顺机制

总结发达国家的成功经验，各国家的辐射监测网络有一个相似点：政府牵头，网络机构与成员之间维持一定的稳定性。为了从源头上解决我国辐射环境监测机构中的各项问题，需加强法规建设，完善环境监测条例，通过法律体系对辐射监测工作的政府行为属性予以明确，确定环境监测机构的法律地位，这需做到以下两点：一是设置独立的监管与监测机构，既对“运动员”与“裁判员”角色同担的现象予以解决，正本清源，又对不同的激励机制进行实施，充分调动监测人员的积极性、主动性及创造性；二是通过监测资质管理的实施对市场化改革予以推进，监测机构资质管理制度的健全能够推动辐射监测机构资质认定工作的开展，通过建立监测人员职业资格认可制度，可以提升监测机构的监测资质，真正做到从源头上把关，对辐射监测技术服务市场加以规范。

3.2 健全监测质量监督机制，运行质量管理体系

针对没有国家基准的仪器或参数，应以实际情况为基础，进行量值验证实验室的建设，用以验证国外监测机构与组织所提供的参考样品，填补国内空白。通过质控实验室的建设，开展量值溯源技术研究、质量控制活动策划等工作，落实质量控制。在质量标准化层面，要加大力度制定监测技术标准与规范，同时统一标准物质、标准装置与控制手段，提高样品的代表性与监测结果的准确性，建立起实验室标准物质配备技术标准。为完善与落实环境监测质量的管理制度，需对实验室的比对工作进行深化，通过经验反馈工作的开展对比对结果的统计分析方法予以完善；扩充比对项目与比对范围，进行主要辐射监测项目的覆盖，组织网络成员参与各项比对或能力验证活动；开展一系列质量控制活动，以丰富技术人员的实际工作经验，提高应急与克服困难的能力。

3.3 加强队伍建设，完善培训机制

实施人才强站战略，建立起具有合理化结构、梯次衔接良好且高度重视自我素质提升的优秀人才队伍，使人员数量、素质同时满足先进辐射环境监测体系建设之需要。此外，在人员培训方面应加强入职培训与工作过程中的定期培训两部分内容，在入职之前，应进行工作流程的培训，提高人员的专业知识与素养，避免日后工作中安全事故的发生，这一培训工作可集中进行，要保证培训的强度。工作中的培训分为两种，一是理论培训，二是技术培训，两种培训均应渗透于日常工作中，保持监测人员工作的创新性与学习性。

4 结语

在未来的环境监测工作中，辐射环境监测将会越来越重要，随着我国一线工作人员与各学者重视程度的加深，我国辐射环境监测势必会实现大幅度的质量推进，环保系统辐射环境监测网络也一定能够提交更加客观、详实与准确的报告。

参考文献

篇8

〔关键词〕文献资源建设；拥有；存取；文献传递

DOI：10．3969／j．issn．1008－0821．2011．12．018

〔中图分类号〕G253 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1008－0821（2011）12－0066－04

Study on the Strategies of Literature Resources Construction

in University Libraries in Network EnvironmentJiang Hongbiao

（Library，Guangdong Ocean University，Zhanjiang 524088，China）

〔Abstract〕Possession and access is the direction of literature resources construction in university libraries in network environment.The article illustrated the ways and principles of possession and the focal point of access.As well as,it proposed the idea of establishing the national foreign literature resources reserve centre because of the inadequate of foreign documents with CASHL,CALIS and NSTL resource sharing center.Besides,the author suggested building a foreign literatures database obtained through the document delivery for school readers to increase the foreign literatures and reduce costs.

〔Key words〕literature resource;possession;access;document delivery

网络环境下，高校图书馆文献资源建设的目标，不再是占有资源，而是在用户需要的时候能够更方便地提供给用户；不再是建立保障性的“库存”，而是有保障的“供应链”。一个图书馆的价值体现已不再是以其拥有的馆藏规模来衡量，而是开发和提供信息的能力［1］。对普通高校图书馆而言，存在着经费短缺和出版物量多价高的矛盾。要在有限的经费内选购到合适的文献，确实不容易。这就要求我们要处理好拥有与存取的关系，在建设好基本藏书的同时，努力开发利用网上免费资源，并积极开展文献传递服务获取馆外资源。

1 高校图书馆文献资源建设中存在的问题

1.1 购书方式单一，造成入藏图书品种有限

一个科学的文献采购系统应以预订为主，现购、邮购、网购为补充。但几年前，随着政府采购制度的实施，图书馆的文献采购也实施政府采购，由书商负责图书供应，到现场采购图书，不再预订。但在新华书店或书展现场销售的图书，以普通读物为主，学术价值不高，难以保证藏书的学术质量和有效的、持续的供给。

1.2 专业图书复本太多，利用率极低，造成很大浪费 不少高校馆的图书复本太多，有些教材复本达上百册，专业图书复本量也不少。如2006年出版的《海洋底质调查技术规程》一书，某馆入藏了30册，但利用率极低，截至2010年底，只被借阅2次。

1.3 不重视文献的出版规格和装帧形式，造成排架不便或浪费 有些图书馆在购书时只看内容，不看开本和装帧形式，超大开本或活页装的“图书”也购买。如8开本的《柴油机船发动机与机械装置》、豪华装的《二月河文集》、活页装的《花卉美食》、明信片装的《飘逝的风景》等。

1.4 结构性重复严重，造成不必要的浪费

结构性重复是指同种文献以不同的形式重复出版而造成的重复采购现象。结构性重复包括：单行本与文集、丛书之间的重复；丛书与丛书的重复；翻译著作译名不同造成的重复；变换书名造成的重复；变换责任者造成的重复；一书多版造成的重复；论文集与期刊论文的重复；复印资料与期刊论文的重复；期刊合订本与期刊的重复；装帧形式不同造成的重复等10种类型［2］。这十种类型的重复在高校馆大量存在。

1.5 对本校教师编著的作品复本入藏量偏大，造成书架拥挤 一些高校馆也许是出于宣传本校教师科研成果的需要，或是大量受赠，偏离了复本原则。如某高校教师主编的《中外海洋艺术歌曲集》、《建设我们的精神家园》，该校图书馆分别入藏了95册和118册。

1.6 多卷书或专业期刊缺卷少册严重，造成内容缺失而影响利用 一些分期出版的多卷书，有些图书馆只订上册或下册。如朱伯钦主编的《结构力学》，某馆只有上册，钟亮佩主编的《物理学》，某馆只有下册；有些年鉴或专业性期刊也残缺不全。如1974年创刊的《湖南水产》杂志，某馆只收藏1985-1988年、1990年、1994年、1998年度的，严重影响读者的利用。

1.7 中文图书保障率低，不能满足读者需要

目前高校图书馆普遍以藏书量丰富而沾沾自喜。然而，丰富的馆藏只是复本的叠加，种数并不多。如某馆的宣传材料上说该馆藏书量已达176万册（件），但除去期刊，中文图书只有304 940种。特别是评估后的2009年和2010年，分别只进新书26 271册（4 613种）和16 132册（3 014种）远远达不到生均年进新书量4册的要求，既不能满足读者对品种的多样需要，也将会对新一轮的教学评估产生严重影响。

网络环境下高校图书馆文献资源建设策略研究2 国外图书馆藏书建设的质量控制

在购书方式上，国外图书馆有正式订购、纲目购书、总括订购、长期订单及租借计划等。在这些订购方式中，大多数图书馆以正式订购为主，其它订购方式作为补充［3］。

在图书复本的设置上，国外图书馆并不采取多复本的办法来满足读者需求，而是在保证必需品种的前提下，严格限制复本。美国、加拿大的大学图书馆对复本控制得相当严格，一般情况下不入藏复本。如加拿大的麦吉尔大学图书馆，截至2000年4月底，该馆拥有图书1 853 648种(2 196 508册)［4］，几乎是1种1册。香港的高校馆也严格限制复本率，指定参考书每种一般只购1本最多不过2本。

在文献资源建设发展方向上，注重印本资源和电子资源共同发展［5］。美国《图书馆杂志》曾对1 000所高校图书馆采购品种及经费开支做过调查，发现较小型高校(1万人以下)图书馆，图书一般占预算的41％，期刊占38％，电子文献占15％；大型高校(1万人以上)图书馆，图书通常占预算的39％，期刊占43％，电子文献占10％。可以看出，美国高校图书馆在印刷型图书上投入了绝大部分的经费［6］。

3 加强实体馆藏建设的原则和方法

实体馆藏是保障读者利用文献的基础，建设好实体馆藏，对保证读者正常利用文献意义重大。实体馆藏主要指纸本图书和期刊。就图书而言，其质量决定于内容质量、形式质量和购书方式。

3.1 坚持实用性原则

图书内容质量一般用实用性来衡量，是否实用则需待流通后才能知晓。但如果能从图书的读者对象上进行控制，效果会好得多。如高校图书馆就不宜订购阅读对象为中小学、中专学生的教材或课外读物等。专业图书对于学生来说，似乎实用，但因学生的专业水平还没达到研究的程度，所以对学生来说并不适用。不适用并不是说不要购买，而是要注意复本的控制。

高校图书馆的服务对象主要是教师和学生。网络环境下，教师在家里就能查到图书馆的电子资源以及世界各地的文献资料，基本上不需到图书馆借书或查阅资料。如在2008年、2009年、2010年的读者排行中，笔者选取某馆前200名作为统计对象，教师读者分别只有10个、5个、5个，仅占600名读者的1/30。所以，高校馆主要是为学生买书，更需要注意图书的适用性和复本控制。

3.2 坚持“种多册少”原则

大学生的阅读需求广泛，不能囿于专业图书（非专业或明显不适宜本校读者阅读的图书则不宜选购），品种要多，复本要少，以保障他们的多样性需求。我国每年出版的图书虽然超过10万种，但有收藏价值的一般只占1/3。如2009年我国出版的新版图书有145 475种（已除去教材22 265种、图片556种），实际上只有3～4万种适合收藏［7］。图书馆要根据学校的规模选择合适的图书，以提高图书的保障率和适用性。

3.3 通过统计借阅情况确定图书复本

复本的确定，多数图书馆只是凭领导或采购员自己的意愿，复本普遍较高。如某作者根据复本的计算公式：D=LR(1+C)/12/E+S+K+W（其中D为某一种类文献的复本量；R是现实读者人数；L为该图书馆规定的文献借阅月数；E为此类文献的有效使用年数；C为读者需要续借此种类文献的概率；S为各流通分支部门需要的数量；K为保存本的数量；W为预计消耗的册数），计算出《中图法》A～K类图书的平均复本数在4.6～6.7之间［8］。显然，如此高的复本量，与实际需求是相脱节的。而且，公式中的E、C、W 3项指标属于不确定因素，因而结果缺乏客观依据。

根据各类图书的实际流通情况确定复本，可以精确反映实际需求，避免主观臆测。如通过统计图书排行，知道某书在1年中的借阅总册次为36次。假如借书期限为30天，那么1册书在1年中就可以周转12次，由此可确定复本数为3册即可满足需求。这是理论值。而每类图书中的每种书，其实际借阅情况都是不一样的，取其平均值则较为合理。对于高过平均值的，可以通过补购的方式满足需求，以免造成不必要的浪费。

在开架借阅的情况下，有些图书只需在书库内浏览就能了解内容，对复本的需求量更低。如在某馆2010年前200名的所有图书借阅排行榜中，最高借阅次数为159次，最低借阅次数为44次；借阅最多的是I类，84种，其次是H类，74种。其他情况如下：O类13种，F类6种，B类5种，K、C类各3种，D、G、J、TP类各2种，借阅最少的是E、Q、TS、U类，各1种。可见，学生除了应付英语等级考试需大量借阅相关英语图书外，对其他专业图书的需求并不多，说明专业图书复本数在1～2本完全可以满足需要。

3.4 图书采购方式的选择

图书采购方式包括预订、现购、邮购、网购4种方式。通过预订选购的图书从勾选、上报、出版发行到进馆，虽然时间较长，但却是学术专著的主要来源，是保证藏书学术质量的基础。据统计，目前的《新华书目报》（包括社科版和科技版）、《上海新书目》、《标准新书目》、《全国地方版科技新书目》、《北京图书信息报》等书目报，报道的图书出版发行信息量约占全国总量的70%［9］。所以不能忽视书目报的作用。但据笔者了解，目前不少高校图书馆进行招标购书，把购书的任务交给书商，已取消了预订方式，定期或不定期到书店或书展现场采购。这就意味着70%的图书已不在图书馆的藏书计划中。现购虽然能提高图书入藏的速度，但在现场销售的图书，以普通图书为主，质量普遍不高，学术性专著极少。邮购是指一部分图书由作者自筹资金、出版社负责出版发行，通过邮寄订单的方式销售。网购，是互联网发展起来后形成的一种新的购书方式。网购的图书品种非常丰富，而且折价很高，是查漏补缺的最好方式，如亚马逊、当当等网上书店都非常有名。

3.5 图书出版规格的选择

图书出版规格（开本）五花八门，但图书馆的藏书是竖直排列的，大于8开则无法竖直排架；小于32开的袖珍本“小手册”，也不便于排架和管理。因此，在选购图书时，除了要对内容进行甄别外，还要注意规格问题，以免因规格太大或太小不能排架、不便利用而造成浪费［10］。

3.6 图书装帧和装订形式的选择

图书的装帧形式有平装、精装、豪华装、活页装、明信片装等。对于同时以平装和精装出版的普通图书，宜选择平装本；工具书则宜选择精装本；以豪华装、活页装、明信片装出版的图书，图书馆不宜收藏。在装订形式上，有线装、平订装、无线胶黏订等等。目前出版的图书一般都用无线胶黏订，但由于热熔胶质量没有相应的行业标准或国家标准，使用方法还不规范，故胶黏订书籍的质量欠佳，有些图书经过加工（分类、编目、装磁条、贴条形码和索取号）后就散架，已无法进入流通［11］。

3.7 避免结构性重复

结构性重复是出版界存在的问题，图书馆无法控制，但可以通过采购控制来避免。像人大《复印报刊资料》的印刷版以及《新华文摘》等二次期刊，是非网络环境下的产物。目前不少图书馆都订购了这些二次期刊。其实，这些资料都是从已发表的论文中辑录而成的，图书馆在订购了大量纸本期刊和期刊全文数据库的情况下，再订购这些二次期刊，实在是重大浪费。

3.8 现购要注意图书的质量审查

现场采购由于时间紧，任务重，采购员往往不注意质量审查，造成不应有的损失。质量审查除了要注意内容的适用性、开本的有效性、装帧形式的经济性、装订形式的牢固性外，还要注意其印刷质量，即纸张和文字质量如何，是否属于盗版书等。

4 处理好纸质文献和电子文献的关系

纸质文献和电子文献是互补关系。纸质文献（实体馆藏）侧重于有收藏价值的，能让读者（主要是在校学生）通过阅读来促进专业知识的学习和提高个人素质的文献，属于基础馆藏；电子文献是对纸质文献的数字化处理，可以弥补图书馆在纸质文献上的不足。纸质文献以阅读为基本目的，电子文献（虚拟馆藏）则以检索为基本目的［12］。如CNKI的《中国期刊全文数据库》，虽然目前在国内期刊收录率最高，但也有不少期刊特别是核心期刊没有收录，而图书馆不是都能拥有CNKI、维普、万方等期刊数据库。因此，保证纸质文献（包括图书和期刊）的正常收藏，既是保证读者正常阅读的需要，也是保存人类文化遗产的需要，更是弥补数据库缺失的需要。正如香港中文大学图书馆马辉洪先生所说的：未来的图书馆不会因为日渐“虚拟”而消失，反而需要借助“实体”的本质呈现“虚拟”的特点［13］。

目前国内有学者提出纸本文献与电子文献在收藏上的比例［14］。笔者认为，人为地制定出纸本文献与电子文献的收藏比例，是不合适的。因为常用数据库的订购与纸本期刊一样，原则上是要连续购买的，不能随心所欲。而数据库和纸本期刊的订购费用基本上是稳定的。在经费一定的情况下，不可能用比例来约束数据库和纸本期刊的订购。只有图书的采购，才可以根据购书费的多少，多时多买，少时少买。

5 积极建设虚拟馆藏

5.1 加强网络信息资源开发

网络信息资源浩如烟海，但内容分散、无序，需要图书馆进行深度开发，为我所用。信息能力开发水平的高低，是衡量图书馆服务水平的重要标志。如我馆在开发信息资源方面创造性地开展工作，做到“人无我有，人有我优”。在学术期刊投稿指南、网络信息资源的整合上取得了很大的成绩，产生了良好的社会效果。

针对目前一些图书馆在建设《投稿指南》时，只是提供期刊目录或者直接链接到期刊数据库，没有提供投稿信息的不合理做法，我馆将重要期刊目录中收录的每种期刊逐个搜索，找出它们的征稿信息所在网址并建立超链接，形成了我馆独有的著录格式，包括：刊名、征稿信息网址链接、通讯地址、邮政编码、联系电话、电子邮箱等6项内容。其中对一些只有邮政信箱号的通讯地址，通过多种途径找出具体的地址。除此之外，还对“不收版面费”、“要求寄打印稿”、“同时寄打印稿”、“在线投稿”、“同时寄审稿费”等重要信息加以揭示，真正起到了指引投稿的作用。目前完成的投稿指南主要有《中文核心期刊投稿指南》、《SCI、EI收录中国大陆期刊投稿指南》，并且不断更新。

根据学校教学、科研和读者的需要，我馆开发了《SCI收录免费期刊（电子版）》、《SCI收录免费期刊（印刷版）》、《国内外免费电子报纸》等16个专题的免费资源。其中《国内外免费电子报纸》（包含500多种电子报纸）的整合，对帮助读者及时了解各地的新闻很有参考价值，同时为停订纸质报纸奠定了基础。我馆开发的免费资源，采用网页形式，不设访问限制，目前已被一些专业网站、博客、高校图书馆等作了链接或拷贝，每天吸引了大量读者访问，真正体现了免费、自由、平等的资源共享理念。

5.2 大力开展文献传递服务

文献传递是弥补馆藏资源不足的需要，是网络环境下实现资源共享的必然选择。目前，国家级文献资源共享机构有中国高等教育文献保障系统（CALIS）、中国高校人文社会科学文献中心（CASHL）、国家科技图书文献中心（NSTL）、珠江三角洲数字图书馆联盟等。我馆已同CALIS、CASHL、珠江三角洲数字图书馆联盟等管理机构签订了服务协议，将本馆的资源纳入免费提供的范畴，一方面向校外索取我馆没有的资源，另一方面为校外读者提供我馆订购的电子资源，形成了互通有无的资源共享格局。

值得一提的是，珠江三角洲数字图书馆联盟是一个完全免费、面向全国的跨系统的地区性图书馆联盟。她的开通，使得资源共享的精神得到了发扬光大。

6 文献传递服务需要有充足的文献作保障

一般而言，需要通过文献传递获取馆外文献的是小型图书馆，由于经费不足，中文文献和外文文献保障率都不高，特别是外文文献（以期刊为主）在国内图书馆普遍收藏不多。虽然有些大学图书馆如北京大学、复旦大学等，外文数据库引进量达100多个，但数量多并不说明其学科覆盖面的完整性。北京大学和复旦大学图书馆是CASHL和CALIS的服务馆，能提供的文献也是有限的。在我馆提交的文献申请中，满足率不超过50%。如《Theriogenology》、《Cryoletters》、《Italian Journal of Zoology》、《British Poultry Science》、《Archiv fur Geflugelkunde》等期刊CALIS目录库没有收录。

因此，加强外文文献资源（以英文为主）的建设是当务之急，国家有关部门应将外文文献资源建设作为国家科技发展的战略来抓，成立一个“国家外文文献资源储备中心”，集全国之财力，系统收藏国外以英语出版的重要图书和期刊。特别是英文期刊，要根据SCI、EI、ISTP世界三大索引收录的印刷本期刊和会议论文，进行系统收藏。通过建立目录数据库，提供题名、著者、关键词等检索途径，再根据用户的需求提供全文服务［15］。

图书馆通过文献传递获取的外文文献，其费用多数由读者承担，只有少数由图书馆承担。然而，通过文献传递获得的外文文献，还没有要求交一份给图书馆保存的报道。这样，有些文献就会重复提交，增加了读者或图书馆的成本。因此，笔者建议通过文献传递获得的外文文献，其费用应由图书馆承担，并要求读者将获得的外文文献交一份电子版给图书馆，凭交来文献报销费用。图书馆将这些外文文献整合起来，建立一个外文数据库，通过设立相关检索途径，提供给校内读者使用。这既有利于增加外文馆藏，也有利于防止同一种文献多次提交文献传递申请而造成的浪费现象。

在国家没有建立外文文献资源储备中心之前，可以着手抓以下两方面的工作：

（1）参考国外的“合作存储＋远程存储”文献资源建设新模式［16］，集中各高校的文献资源（包括中外文图书和期刊），与超星公司合作，利用其独特的无缝链接技术，建立一个类似于“珠江三角洲数字图书馆联”的检索平台，以服务于全国。

（2）整合CASHL、CALIS、NSTL和NSL（国家科学图书馆）的文献资源，建立统一的检索平台，实行统一的全文推送服务和收费标准。特别是目前的CASHL和CALIS分设为文科和理科两个检索系统，很不合理，对检索文献很不方便。

参考文献

［1］陈静.简论网络环境下高校图书馆文献资源建设［J］.科技文献信息管理,2006，(2):30-32.

［2］蒋鸿标.文献采购中的重复现象与对策［J］.中华医学图书情报杂志,2009,18(5):32-34.

［3］王洪军.国外图书馆图书订购方式比较［J］.图书馆建设,2005，(3):43-45.

［4］王兵.简论美国、加拿大图书馆事业的发展及其对我国的启示［J］.图书情报工作,2003，(5):108-111.

［5］刘俐.国外图书馆资源建设与文献信息服务［J］.图书情报知识,2009，(3):91-95.

［6］周志英.基于本科评估要求的高校图书馆文献资源建设取向［J］.南华大学学报：社会科学版,2006，(4):108-110.

［7］毛显祥.高校本科教学评估对图书馆建设的影响［J］.图书馆工作研究,2006，(2):60.

［8］刘新文.图书馆图书复本量的定量分析［J］.西南师范大学学报：自然科学版,2007，(4):87-89.

［9］林灼锦.高校图书馆中文图书采购新模式探索［J］.广东培正学院学报,2007，(1):93-96.

［10］蒋鸿标.图书出版规格对藏书建设的影响［J］.现代情报,2000，(3):30.

［11］童敏.高校图书馆文献资源建设的质量控制［J］.农业图书情报学刊,2009，(7):110-112.

［12］王本祥.高校图书馆文献资源建设探讨［J］.现代情报,2007，(8):123-126.

［13］马辉洪.虚拟与实体――简述韩国国立中央图书馆数字图书馆(Dibrary)［J］.现代情报,2010，(11):113-115.

［14］金声,等.电子文献与纸质文献平衡配比研究［J］.图书情报工作，2008，增刊(2):141-145.

篇9

关键词：农田环境参数；无线传感器网络；传感器节点；实时监控；ZigBee

中图分类号：S126 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2012）15－3334-02

Design of Farmland Environmental Monitoring System Based on Wireless Sensor Network

YANG Fang

（School of Physics and Mechanical ＆ Electrical Engineering， Zunyi Normal College， Zunyi 563002， Guizhou， China）

Abstract： For farmland environmental conditions，monitoring was difficult，a farmland information monitoring system based on sensor wireless sensor networks was designed targeted the status of farmland environmental conditions． The system used sensor nodes to collect the farmland environmental parameters and send them to the control center for further analysis and processing by the ZigBee technology． Farm managers could precisely and intuitively control the key parameters in the process of crop planting and it has good practical value．

Key words： farmland environmental parameters； wireless sensor networks； sensor nodes； real－time monitoring； ZigBee

我国是农业大国，农业是国民经济的基础产业，农业生产受到温度、湿度、水分等多种农田环境因素的影响。因此，在农业生产过程中引入现代信息技术，可以准确、高效地收集农田信息，对提高农产品产量具有重要意义。

针对农田环境复杂、监测难度大等特点，充分利用无线传感器网络灵活而强大的组网功能，设计了基于ZigBee无线传感器网络的农田环境监测系统，该系统由传感器节点、汇聚节点、互联网和用户终端等组成［1］，利用安装在被监测区的传感器节点采集农田环境参数后，通过ZigBee技术发送到控制中心，再对数据进行分析和处理，使农田管理者能精确直观地控制农作物种植过程中的空气温度、相对湿度、CO2含量、水位等关键参数，对在农业生产过程中实现增产节能有着很好的实用价值［2］。

1 农田环境监测系统总体结构设计

ZigBee技术是一种短距离、低速率的无线通信技术，被广泛应用在无线传感网络的组建中。与其他无线通信技术相比，ZigBee具有网络容量大、工作频段灵活、架构简单、功耗低、成本低、可靠性高、组网能力强和安全等优点［3，4］；ZigBee由终端设备、协调器和路由器构成。终端设备是指传感器节点，将其按一定规律安装在农田里，配备低功耗的微处理器，监测空气温度、相对湿度、CO2含量、水位、雨量、风向、光照强度、土壤含水量等参数。一定区域内的传感器节点构成一个簇，这些节点又分为簇首和普通节点。簇首主要进行数据的融合及转发，能把簇中普通节点采集到的信息发送到上级的协调器，也能把协调器接收的信息在簇内进行传播；普通节点只能与本簇的簇首交换信息。协调器把监测到的信息传输到网关，然后网关通过GPRS把数据传送到监控中心。ZigBee网络主要有网状和星状，星状拓扑结构简单，但是覆盖能力差，且只要簇首出现故障整个网络就瘫痪；网状拓扑覆盖能力强、可靠性好，但结构复杂［5］。农田区域环境复杂，存在很多不利因素，为提高ZigBee的精确性，该设计采用星状—簇首—路由拓扑结构［6］（图1）。

2 功能模块设计

2．1 硬件结构设计

1）传感器节点。ZigBee无线传感器网络由传感器节点组成，传感器节点一般由电源模块、数据采集模块、数据处理模块和无线通信模块组成（图2）。

数据采集模块主要由空气温度、相对湿度、CO2含量、水位、雨量、风向、光照强度、土壤含水量传感器以及A／D转换器组成，负责监测区域内以上参数的数据。数据处理模块对采集模块获得的数据进行处理和存储；无线通信模块主要是和簇首或协调器交换信息；电源模块向系统提供能量；传感器节点多选用低功耗器件，而且节点大多数时间处于休眠状态，所以电源模块可使用干电池。簇首节点因为频繁发送数据耗费能量多，可使用光电池供电。

篇10

[关键词] 合理用药；监测系统；医院信息化

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 11. 078

[中图分类号] R197.32；TP311 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2017）11- 0158- 03

0 前 言

药物的不合理使用已经成为了威胁人类健康的全球性问题。据世界卫生组织（WHO）2010 年6月的公告称，全球有超过50%的药品在处方、配发或销售过程中存在不合理性，有50%的患者不能正确地使用药物。在发达国家的卫生预算支出中，药品的支出比重在10%～20%之间，而在发展中国家却达到了40%左右，非合理用药问题十分严重。合理用药，一直是困扰医学界的一道难题。随着信息技术的发展，利用信息系统来协助医师，实现合理用，越来越成为大多数医院的一种选择。

北京航天总医院院采用的是大通合理用药的系统。合理用药监测系统（Prescription Automatic Screening System，PASS）是一种供医疗专业人员从事处方或医嘱即时性监测、药物信息咨询和病人用药教育的药物数据库软件系统。PASS 在对网络信息环境下住院病人医嘱监测的优势已经在多家医院得到验证，在同类软件系统中的优越性也有专文论述。

合理用药平台包括以下几系统：药物咨询及用药安全监测系统，包括医嘱监控功能（住院）和处方监控功能（门诊）；抗菌药品使用分析及控制系统；处方审核与点评系统；临床药学工作站。这四个子系统针对不同的使用者，包括住院医生和门诊医生，统计室，临床药学室，逐渐成为他们工作的得力助手。

1 合理用药平台的主要功能

1.1 处方或医嘱的实时监控和提醒功能

该院的PASS 系统是采用SQL Server 2005数据库，按照医学、药学的专业审查原理，以医学、药学专业知识为标准，在开处方或录入医嘱时能提供相关药品资料信息，并对药物与药物相互作用、重复用药（ 重复成份、重复治疗） 、药物与病症、禁忌证副作用、过敏史、用法用量剂量、给药途径、特殊人群、老年人用药、儿童用药、妊娠期用药、哺乳期用药等进行审查，来协助医师正确地筛选药物和确定合适的处方或医嘱，并在发现问题时能及时进行提醒和警示，以减少错误发生的可能。在门诊医生工作站中，合理用药系统是以内嵌的方式运行。具体流程如图1所示。

每当门诊医生站启动，PASS 系统自动启动，一个简洁的可以拖动的工具条便出现在屏幕的右上方。

其中有4盏灯依次摆开。监测着医生所开的处方。如果一切正确，则不会有任何提示，如果出现上述几个方面与规定不符的情况，则会亮灯提示。

提示灯亮起时从左到右为依次为惊叹号、红、黄、橙四个灯。惊叹号灯表示该处方有重要问题，红色灯亮表示该处方中药品有配伍问题；黄色灯亮表示该处方中药品有相互作用；橙色灯亮表示该处方中药品有其他问题（包括慎用，同种、同类、同成份、抗菌谱相同或交叉等问题的提示）。

医生根据提示信息及时地调整处方，对于严重的问题，医生需要高度重视，重新调整处方。对于橙色灯提示的问题，医生可视情况选择修改处方或者忽略此提示，直接保存此处方。

1.2 丰富的查询功能

软件提供了丰富的查询功能。可以查询的基本信息包括：药品名称、形状、药理毒理、药代动力学、用法用量、不良反应、适应症、禁忌症、注意事项、孕妇用药、老年人用药、相互作用、药物过量、药物规格。如果想知道某种药品的某项信息，可以在查询栏输入药品的名称或者拼音字头，也可以进行模糊查询，即可方便地找到需要的信息，快速定位到需要的部分，极大得方便了医师的实时咨询。系统查询界面如图2所示。

1.3 方便快捷的统计功能

本软件一个非常好的功能就是根据上级部门的要求，可以设定不同的查询条件，生成所需要的报表。这极大地方便了有关的统计部门。在安装此软件之前，只能手工统计。此软件运行之后，极大了降低了有关部门的工作量。

2 合理用药平台的优势

2.1 减少了潜在的不合理处方和医嘱

该软件的使用，减少了潜在的不合理处方和医嘱，使医师的处方和医嘱更加合理，这一方面减少了药品的不合理使用，另一方面，也保障了患者的利益，使有效的资金做到了利益最大化。

2.2 满足了医生实时查询相关知识的需求

这个软件的这个功能相当于一个实时的秘书在医师的身旁。医师在开处方的过程中，如果遇到哪一项不清楚，比如用法用量，适应症或者禁忌症等，可以方便地查询，快速地定位，从而高质量地完成医疗工作。

2.3 快捷方便地完成统计工作

此软件可以根据不同的查询条件，生成各种报表，极大地方便了使用者。

3 合理用药平台应用注意事项

3.1 及时更新药品信息

为了能够实时获取本院所有药品的信息，就需要经常更新药品信息，保证本院新进的药品都出现在数据库中。只有做到及时更新，医生才能从数据库中随时都能方便快捷地调出所需的药品信息。从而更好地服务临床，为一线医师提供参考。

3.2 医生输入的诊断与ICD10编码最大程度相符

为了更好地实现诊断与药品相符，便于软件进行甄别，医师给出的诊断应该尽量与ICD10编码相符。只有二者相符，才能便于软件对处方合理性做出判断，给出相应的提示信息。这就需要提高医师这方面的知识积累。医院在推进信息化的基础信息方面应做更加细致的工作。

3.3 服务器的配置需要较高，提供较好的用户体验

为了获得更好的用户体验，需要服务器有较高的配置，较大的内存，如16 M或32 M，运行速度较快的处理器，比较宽松的硬盘空间。这样，客户端的软件运行不会有延迟的感觉，医师会有较好的用户体验。

主要参考文献

[1]齐荔红，陈磊.PASS系统对我院临床合理用药情况的监测与分析[J].中国药业，2010，19（7）.

[2]全国合理用药监测办公室.国外合理用药概述[J].中国执业药师，2011，8（2）.