基于北斗定位系统的多功能环境监测系统
《2024年基于北斗和物联网的滑坡监测系统关键技术研究》范文
《基于北斗和物联网的滑坡监测系统关键技术研究》篇一一、引言滑坡是一种常见的自然灾害，其发生往往给人民生命财产带来巨大损失。
因此，有效的滑坡监测与预警系统显得尤为重要。
近年来，随着北斗卫星导航系统及物联网技术的快速发展，基于这两项技术的滑坡监测系统成为了研究的热点。
本文将就基于北斗和物联网的滑坡监测系统的关键技术进行研究，以期为滑坡灾害的预防与治理提供技术支持。
二、北斗与物联网技术在滑坡监测中的应用1. 北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统是我国自主研发的全球卫星导航系统，具有定位精度高、覆盖范围广等优点。
在滑坡监测中，北斗卫星导航系统可以提供实时、高精度的位置信息，为滑坡体的位移监测提供数据支持。
2. 物联网技术物联网技术通过将各种传感器、设备等连接起来，实现信息的实时采集、传输与处理。
在滑坡监测中，物联网技术可以实时采集滑坡体的各种参数信息，如土体位移、土壤含水率、地下水位等，为滑坡的预测与预警提供数据支持。
三、基于北斗和物联网的滑坡监测系统关键技术研究1. 滑坡体位移监测技术滑坡体位移是滑坡监测的重要参数之一。
基于北斗和物联网的滑坡监测系统，可以通过布置在滑坡体上的位移传感器，实时采集滑坡体的位移信息，并通过北斗卫星导航系统进行位置信息的校准与修正，提高位移监测的精度与可靠性。
2. 土壤环境参数监测技术土壤环境参数如土体含水率、地下水位等对滑坡的发生与发展具有重要影响。
基于物联网技术的土壤环境参数监测系统，可以实时采集这些参数信息，为滑坡的预测与预警提供数据支持。
同时，通过分析这些参数的变化规律，可以更好地了解滑坡的发生机理，为滑坡的防治提供科学依据。
3. 数据融合与处理技术基于北斗和物联网的滑坡监测系统，需要处理大量的数据信息。
数据融合与处理技术是提高数据处理效率与准确性的关键。
通过采用先进的数据融合算法，将来自不同传感器、不同时间、不同空间的数据进行融合与处理，提取出有用的信息，为滑坡的预测与预警提供支持。
基于GPS的多功能测量仪--李强定稿
密级：学号：110205010032本科生毕业设计（论文）基于GPS的多功能测量仪学院：信息工程学院专业：电子信息工程班级： 10统本电子1班学生姓名：李强指导老师：刘波平王蓓完成日期： 2014年5月1日学士学位论文原创性申明本人郑重申明：所呈交的设计（论文）是本人在指导老师的指导下独立进行研究，所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。
本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。
学位论文作者签名（手写）：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权江西科技学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
（请在以上相应方框内打“√”）学位论文作者签名（手写）：指导老师签名（手写）：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要随着当今科学技术的飞速发展，各种技术的自动化程度愈来愈高，精度也愈来愈高，精度和效率以及自动化程度往往决定了科技的进步程度，本设计是基于全球卫星定位系统下的一个测量工具，该设计能够测量温度，位移速度，方向，而且通过定位还能记录运行轨迹，通过算法能够测量平面面积。
本系统利用MCU通过串口读取GPS芯片的数据，该数据是采用NMEA-0183协议,该数据包含实时的经度、纬度、高度等定位信息，利用该数据，计算出距离、面积等各种隐含数据。
关键词：GPS；测量；算法；AbstractThe rapid development of science and technology today , the degree of automation of various technologies rising , more and more high precision , accuracy, and efficiency often determines the degree of advancement of technology , the design is based on a measurement tool for global satellite positioning system under this design is able to measure temperature, displacement speed, direction, and also by the positioning operation of the recording track , the algorithm can be measured by the planar area .GPS area measurement instrument using GPS global satellite positioning system to provide real-time longitude , latitude, elevation and other navigation and positioning information , the use of GPS positioning function , derived coordinates of each point , and then calculate the distance, area and other data by mathematical methods.Key Words:GPS; measurement ; algorithm ;目录第1章引言 (1)1.1概述 (1)1.2设计要求 (1)1.3设计内容 (2)第2章基于GPS的多功能测量仪总体设计 (3)2.1本系统方框图 (3)2.2方案的选择 (3)2.2.1 整体框架选择 (3)2.2.2 MCU的选择 (3)2.2.3 显示模块的选择 (4)2.2.4 按键的选择 (4)2.2.5 温度传感器模块 (5)2.2.6 GPS模块 (5)第3章基于GPS的多功能测量仪的硬件设计 (6)3.1主要涉及的模块 (6)3.2硬件设计 (6)3.2.1原理图的设计 (6)3.2.2 IO口的分配 (7)3.2.3 MCU控制模块设计 (7)3.2.4 电源模块设计 (8)3.2.5 OLED显示模块设计 (9)3.2.6 PCB的设计 (9)第4章基于GPS的多功能测量仪软件设计 (11)4.1系统的编程语言与编程工具介绍 (11)4.2主程序设计 (13)4.3各子程序设计 (13)4.3.1 OLED显示子程序 (13)4.3.2 GPS数据处理子程序 (14)4.3.3 DS18B20数据处理子程序 (15)4.4GPS数据格式 (16)4.4.1．$GPGAA信息 (16)4.4.2．$GPGSV信息 (16)4.4.3．$GPRMC信息 (17)第5章基于GPS的多功能测量仪综合调试 (18)5.1实物的制作 (18)5.1.1元件清单 (18)5.1.2整板测试 (18)5.1.3上电功能测试 (19)5.2下载与调试 (19)第6章结论与展望 (22)6.1结论 (22)6.2进一步研究的不足与展望 (22)参考文献 (23)附录A 系统电路原理图 (24)附录B 系统PCB图 (25)附录C 实物图 (26)致谢 (27)第1章引言1.1 概述GPS是lobal Positioning System（全球定位系统）的简称。
基于北斗的列车定位及监控系统的开发设计
基于北斗的列车定位及监控系统的开发设计近年来，随着中国高铁的快速发展，列车定位及监控系统的需求越来越迫切。
传统的GPS定位系统虽然能够为列车提供定位信息，但是存在信号覆盖不足、定位精度不高等问题。
基于北斗的列车定位及监控系统成为了行业的热门研究方向之一。
北斗卫星导航系统是中国自主研发的卫星导航系统，具有全球覆盖、高精度、高可靠性等特点。
基于北斗的列车定位及监控系统能够实现对列车的精准定位和实时监控，为列车的运行安全和管理提供了重要的技术支持。
本文针对列车定位及监控系统的需求和发展趋势，对基于北斗的列车定位及监控系统的开发进行了详细的设计。
一、系统需求分析1.列车定位需求列车的准确定位是保障列车安全运行的基础。
基于北斗的列车定位系统需要具有全天候、全球范围的定位能力，并且能够提供高精度的定位信息。
列车定位系统需要支持实时更新定位信息，以满足列车运行过程中的动态变化需求。
2.列车监控需求列车监控系统需要能够实时监测列车的运行状态，包括速度、方向、位置、运行间隔等信息。
监控系统还需要能够对列车的通信、能源、设备等进行状态监测，以及对列车运行中的异常情况进行及时预警和处理。
3.系统可靠性需求列车定位及监控系统的可靠性对保障列车运行安全至关重要。
系统需要能够在各种复杂环境条件下保持稳定的定位和监控能力，并且能够对故障进行自动诊断和恢复，以确保系统的持续可靠运行。
二、系统设计方案基于北斗的列车定位及监控系统的设计方案需要充分考虑列车运行的特殊性和实际需求，以及系统的可靠性、稳定性和实用性。
系统设计方案包括硬件设计和软件设计两部分。
1.硬件设计列车定位及监控系统的硬件设计包括卫星天线、数据采集装置、数据传输设备、监控终端等组成部分。
（1）卫星天线列车定位系统需要安装在列车车顶的卫星天线，用于接收北斗卫星的信号和定位信息。
卫星天线需要具有良好的方向性和灵敏度，以确保在列车运行过程中能够持续稳定地接收到卫星信号。
北斗导航系统在环境自动监测及应急监测中的应用
、 文 监 测 、 象 监 水 气
及 国 防安 全 等 众 多 领 域 ，
而其在 环境 监测 方 面的应 用还 鲜有 报道 ， 在此 背景 下 提 出“ 斗环境 监测 信息 系统 ” 北 的构 建 。
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６ — ４ —
第２ ３卷
第 ４期
欧 健 ． 斗 导 航 系 统 在 环 境 自动 监 测 及 应 急 监 测 中的 应 用 北
套 指挥 型用 户机 配备 一套 指挥 端监 控平 台软件 ， 实 现 监测巡 查 计 划 的建 制 和 派 发 ， Ｉ Ｇ Ｓ实 时 定 位 ， 监
定 位 成 功 率 信 息 误 码 率
待 机 时 间 工 作 温 度
≥ ９ ％ ９ ≤ １×１ 一 ０
８ ｈ 标 配 电池 ） （
内， 实现 在外 出监 测 时 计 划 的 接 收 与执 行 、 测 数 监
直 流 供 电 ９Ｖ 一 ２Ｖ；交 流 供 电 ２０Ｖ，ＯＨｚ ３ ２ ５ 数 据 接 口 ： Ｓ３ Ｒ ２２接 口 ， 线 接 Ｅ ： １ 天 １ Ｑ ６一Ｚ３ ２ ＪＧ Ｍ 符 合 《 斗 一 号 用 户 机 数 据 接 口要 求 （ ． 北 ４ ０版 ） 》
ａｒｍｏ ｉ ｒ ｇ ｓ ｔ ｎ ｓ ｂ ｙ ｔｍ ｎ ｍｅｇ ｎ ｙ ｍｏ ｉ ｒ ｇ ｖ ｈｃｅ ｓ ｂ ｙｔｍ． Ｔ ｅ ｓｓ￣ Ｃ Ｕｄ ｐｏ ｉｅ ｆ ｅ ｉ ｎｔ ｉ ｔ ｉ ｕ ｓｓｅ ａ ｄ ｅ ｒｅ ｃ ｎｔ ｉ ｅ ｉｌ ｕ ｓｓｅ ｏｎ ａｏ ｏｎ ｈ ｙ ｔｍ Ｏ ｌ ｒｖｄ ｖ ｉ
北斗在环境监测中的应用探讨
北斗在环境监测中的应用探讨作者：张宁祝如文来源：《中国科技博览》2014年第32期摘要介绍了基于北斗数据传输的环境监测系统的建设方法和简单架构。
详细示例介绍了各个区域等级的分系统以及各个平台的配置和具体作用。
最后通过综合分析，说明了结合北斗的环境监测系统的优点和重要意义。
关键词：环境监测；北斗；数据传输【分类号】X830引言随着工业的发展，资源的过渡利用和污染的不合理大量排放，使世界的污染日益严重。
如何有效地改善城市空气质量，如何贯彻城市的可持续发展战略，已成为当前各国政府及城市当局所关注的焦点问题[1]。
在我国，环境保护已经是一项基本国策。
随着我国环境保护事业的发展，环境管理工作不断深化，信息化已成为提高环境管理与决策水平的重要技术基础。
同时，整个监测系统的数据传输平台因为无线通讯技术的迅猛发展而得到更广泛的应用，特别是基于卫星通信手段的数据传输，可以更快、更方便地进行系统前端设备的部署，节省投资并达到高效率的管理和高量的服务水平。
并且，基于我国自主研制的北斗卫星导航系统的环境空气自动监测系统具有定位通信一体化、覆盖范围广、无通信盲区、安全保密性强等特点，是真实反映环境空气质量动态变化，实现环境空气质量日报、预报的重要技术手段，因此，作为北斗卫星导航系统的典型行业应用，北斗环境监测信息系统在各方需求基础上逐渐开展应用并全面发展起来[2]。
1 系统介绍北斗卫星导航系统应用于环境监测信息化建设，可有效解决各种环境监测信息的数字化采集和传输问题，大幅度提高环境监测的工作效率。
北斗卫星导航系统优势在于短信服务和导航结合，增加了通信功能；全天候快速定位，极少的通信盲区，精度与GPS相当；在提供无源定位导航和授时等服务时，用户数量没有限制，且与GPS兼容；独特的中心节点式定位处理和指挥型用户机设计，可同时解决“我在哪？”和“你在哪？”的问题，特别适合集团用户大范围监控与管理。
2系统总体架构下面以省为单位来示例基于北斗的环境监测系统中的应用。
北斗系统的智慧设计方案
北斗系统的智慧设计方案北斗系统是中国自主研发的卫星导航系统，具有高度安全可靠、全天候全球定位、高精度和高鲁棒性等特点。
智慧设计方案是指将北斗系统应用于各个领域的智慧化解决方案，利用北斗系统的定位、导航和时钟服务，实现更高效、更智能的工作和生活方式。
一、交通领域智慧设计方案1. 智慧交通管理系统：利用北斗系统的高精度定位服务，实时监控交通流量，减少交通拥堵和事故发生率；通过导航服务，提供最佳路线规划，优化交通流动，减少交通时间；通过时间同步服务，确保交通信号灯的同步运行，提高交通信号控制效果。
2. 智慧路灯管理系统：利用北斗系统的时钟服务和定位服务，对路灯进行实时监控和远程控制；根据交通流量、天气状况等信息，智能调整路灯亮度，节约能源；通过定位服务，快速定位路灯故障，并进行维修和保养。
3. 智慧公交系统：通过北斗系统的定位服务，实时监控公交车辆位置，提供实时车辆到站时间和路线信息；利用导航服务，为乘客提供最佳公交线路规划，提高乘坐体验；通过时间同步服务，确保公交车辆准时运行，提高公交服务质量。
二、农业领域智慧设计方案1. 农业生产管理系统：利用北斗系统的定位服务，实时监控农田内作物生长情况和病虫害发生情况；根据作物生长状态和土壤湿度等信息，智能调整灌溉和施肥的时间和量，提高农田水肥利用效率；通过导航服务，提供精确的农业机械运行轨迹，减少重复作业，提高农业生产效益。
2. 农产品溯源系统：利用北斗系统的定位服务，实时追踪农产品的来源和流向，确保农产品品质和安全；通过导航服务，为农民提供最佳的运输路线，减少运输成本和时间；利用时间同步服务，提供农产品的有效期和保质期，帮助农民合理安排销售。
三、城市公共服务智慧设计方案1. 智慧停车管理系统：通过北斗系统的定位服务，实时监控停车场的停车位使用情况；利用导航服务，为车主提供最近的停车位信息，减少寻找停车位的时间；通过时间同步服务，为车主提供准确的停车时长和计费信息，提高停车场运营效益。
北斗导航系统GPS车辆监控管理系统方案介绍
北斗导航系统GPS车辆监控管理系统方案介绍一、方案概述GPS车辆监控管理系统是基于北斗导航系统的车辆监控管理解决方案。
该方案通过利用GPS技术实时跟踪车辆的位置、行驶路线、车速等信息，并结合监控平台进行实时监控、信息管理和报警处理，实现对车辆行驶的全面监控和管理。
二、系统组成1.车辆终端设备：每辆车辆安装一个北斗导航终端设备，该设备通过GPS芯片获取车辆的位置信息，并通过GPRS/3G/4G无线通信模块将位置信息发送到监控中心。
2.监控中心软件：监控中心软件负责接收和处理车辆位置信息，实时显示车辆的位置、状态、历史轨迹等信息，并进行管理、报警和分析。
3.服务器：服务器用于存储和管理车辆位置信息、历史轨迹，提供数据查询和存档功能。
4.管理终端：管理员通过管理终端对车辆进行管理，包括车辆绑定、报警设置、数据查询等。
三、系统功能1.实时位置监控：系统可以实时监控车辆的位置，并可以将车辆位置在地图上显示，方便管理人员对车辆进行实时跟踪和监控。
2.路线规划：系统可以实时根据车辆当前位置和目的地位置进行路线规划，并提供最优路线和行驶时间估计，方便司机选择最佳的行驶路线。
3.历史轨迹回放：系统可以回放车辆的历史轨迹，包括行驶路线、速度、停留时间等信息。
可以通过历史轨迹分析车辆的行驶情况，提供数据支持和依据。
4.报警处理：系统可以对车辆的异常状态进行实时监控，并在发现异常情况时进行报警处理，如超速报警、非法进出报警等。
同时系统支持报警信息的推送和短信通知功能。
5.统计分析：系统可以对车辆的行驶数据进行统计和分析，包括行驶里程、行驶时间、停留时间等指标，为管理人员提供数据支持和决策依据。
6.数据管理：系统可以对车辆位置信息进行管理和存档，包括位置数据的查询、导出、存储等功能，方便进行数据分析和后续处理。
四、系统优势1.使用北斗导航系统：相比于传统的GPS定位系统，北斗导航系统具有更强的卫星信号接收能力，可在偏远地区和高楼林立的城市中获得更好的定位精度和稳定性。
基于北斗和ZigBee的湿地环境监测系统设计
基于北斗和ZigBee的湿地环境监测系统设计针对目前湿地监测系统大多操作复杂、显示控制单一及不能远距离报警的弊端，设计了基于北斗和ZigBee的湿地监测系统，该系统可以在远距离的情况下自动完成组网，实现对湿地中的温度、湿度和烟雾空气指标的监测和预警功能，并进行了测试实验。
测试结果表明，该系统能稳定运行，具有一定的使用和推广价值，促进了环境监测技术的进步，对科技的发展有着重要的意义。
标签：湿地监测；北斗卫星；传感器采集；ZigBee模块TB1引言在地球上湿地与森林、海洋并称全球三大生态系统，湿地在调节地区干旱气候、平衡降雨、蓄水、分洪等方面发挥着重要作用，针对于此，只有及时、明确的了解湿地的各项情况，才能做出有效的动作，从而做到不盲目、高效率的保护湿地生态系统。
本项目针对湿地环境的检测有着更新的见解，以及更加全面的检测，以前的检测具有需要复杂的布线，并且在被监测对象位置改变时，甚至需要大规模的改变网络结构时，大量布线或通信设施的建立会使被监测环境受到破坏。
本设选取对湿地环境的各类探测传感器，如温度，湿度传感器等等。
通过ZigBee模块进行无线组网，并通过北斗导航模块进行数据实时传输。
避免了上述的不利因素。
该项目采用了无线传输方式，代替了传统的有线传输方式系统，与此比较避免了许多传输过程中遇到的客观不利因素，具有很强的科技进步意义。
2系统方案及硬件设计2.1系统组网方案北斗通信与Zigbee网络湿地监测系统组网框架如图1所示。
ZigBee网络主要由协调器节点、路由节点与终端节点组成。
协调器节点将作为网络系统的主要节点，完成对网络的建立与管理、环境数据收集管理及连接北斗终端发送数据。
其他路由、支路节点与终端节点负责环境数据采集并发送数据至协调器节点节点。
Zigbee终端节点设计主要包括Zigbee网络模块、气体检测模块、温湿度检测模块、图像采集模块、DSP处理模块、ARM主控模块和北斗卫星通信模块七部分，监控终端结构图如图2所示。
第九届北斗杯全国青少年科技创新大赛(BD-CASTIC2018)
乔厚东、姬嗣乘、国梓杰、王林锐 陈鹏飞、董余武、徐俊杰、杨聚圃 雒颖炜、苏京杰、张颖、赵威 乔春晓、安佳乐、关雅楠、韩爽 许瑞丰 赵德云、王君斌、卢永杰、席陶 雒颖炜、焦雨童、张丽颖、王悦 孟琛、赵仁杰、董俊强、姜锋 娄策力、张子旭、庄添夏
北华大学 中国民航大学 北京石油化工学 院 大连工业大学 西安电子科技大 学 兰州交通大学 北京石油化工学 院 海军工程大学 上海电力学院 东北农业大学 西安电子科技大 学 南京邮电大学 中国民航大学 中国民航大学 西安电子科技大 学 西安工业大学
闻新 吴恩铭
三等奖 三等奖 三等奖
刘冬梅 刘宏新 刘涛 杜萍 于凯 汤新华 李德兴 刘立意 刘冬梅 闻新 史超 江超
三等奖 三等奖 三等奖 三等奖 三等奖 三等奖 三等奖 三等奖ຫໍສະໝຸດ 赵继豪、李池鑫、郭云冲、韩晓婷
西安电子科技大 学
92.0 92.0 91.5 91.5 91.0 91.0 91.0 90.5 90.0 90.0 89.0 88.7 88.0 88.0 88.0 88.0
张华 吴恩铭 张超 许微 卞鸿巍 杨通
二等奖 二等奖 二等奖 二等奖 三等奖
郭奕臻、兰二斌、于宙、连震、贾芊慧 中国民航大学 仲嘉斌、易浩扬、蒋洁鑫、彭从安 汪凌霄、葛佳佩、谢洪德 薛元洲 王德鑫、董妍妍、邹立双 高兴源、李嘉斌、蒋为、彭靖植 沈林鹏 凌豪、赵志方、李杨 丁双龙、陈邵、刘君 陆浩、巨浩天、吕博 章司怡、何珍玥、吴逸凡、武国庆 马溢泽、于宙、陈济轩、宗洋 唐金科、王晓宇、封纪港、李晋 艾辛平 陈浩波、胡文兴、敖诗裴 海军工程大学 美国安博瑞德航 空航天大学 西北工业大学 沈阳航空航天大 学 中国民航大学 武汉科技大学 东北农业大学 兰州交通大学 哈尔滨工程大学 东南大学 中国民航大学 东北农业大学 沈阳航空航天大 学 上海电力学院
基于物联网的海洋环境监测系统设计与实施
基于物联网的海洋环境监测系统设计与实施一、引言海洋，占据了地球表面的约 71%，是地球上最为广阔和神秘的领域之一。
它不仅是生命的摇篮，还对全球气候、生态平衡以及人类的经济和社会发展起着至关重要的作用。
然而，随着人类活动的不断增加，海洋环境面临着越来越多的威胁，如海洋污染、气候变化、生物多样性减少等。
为了更好地保护和管理海洋资源，及时、准确地监测海洋环境的变化显得尤为重要。
传统的海洋环境监测方法往往存在着监测范围有限、数据采集不及时、精度不高等问题，难以满足现代海洋管理和科学研究的需求。
物联网技术的出现为海洋环境监测带来了新的机遇和挑战。
二、物联网技术在海洋环境监测中的应用优势（一）实时监测与远程控制物联网技术能够实现对海洋环境参数的实时监测和数据采集，通过传感器网络将监测数据快速传输到数据中心，使监测人员可以随时随地获取最新的海洋环境信息。
同时，还可以实现对监测设备的远程控制和管理，大大提高了监测工作的效率和灵活性。
（二）多参数监测与融合利用物联网技术，可以同时监测多种海洋环境参数，如温度、盐度、酸碱度、溶解氧、浊度、叶绿素浓度等。
并且，通过数据融合和分析技术，能够将不同参数的监测数据进行综合处理，从而更全面、准确地反映海洋环境的状况。
（三）大规模部署与组网物联网技术支持大规模的传感器节点部署，可以在广阔的海洋区域构建密集的监测网络，实现对海洋环境的全方位覆盖。
此外，通过无线通信技术和自组织网络，传感器节点可以相互协作和通信，确保监测数据的可靠传输。
（四）低功耗与长续航为了适应海洋环境监测的特殊需求，物联网设备通常采用低功耗设计，能够依靠电池或太阳能等能源长期稳定运行，减少了设备维护和更换的成本和频率。
三、基于物联网的海洋环境监测系统的总体架构（一）感知层感知层是整个系统的基础，主要由各种类型的传感器组成，如温度传感器、盐度传感器、压力传感器、化学传感器等。
这些传感器负责采集海洋环境中的物理、化学和生物等参数信息，并将其转换为电信号或数字信号。
《基于北斗和物联网的滑坡监测系统关键技术研究》范文
《基于北斗和物联网的滑坡监测系统关键技术研究》篇一一、引言滑坡是一种常见的自然灾害，其发生往往伴随着巨大的经济损失和人员伤亡。
为了实现对滑坡灾害的有效预防和及时预警，现代技术如北斗卫星定位系统、物联网等提供了有力的技术支撑。
本文重点探讨了基于北斗和物联网的滑坡监测系统的关键技术研究，旨在提高滑坡监测的精度和效率，为滑坡灾害的预防和应对提供科学依据。
二、北斗卫星定位系统在滑坡监测中的应用北斗卫星定位系统作为我国自主研发的全球卫星导航系统，具有定位精度高、覆盖范围广等优点，为滑坡监测提供了强大的技术支持。
在滑坡监测中，北斗卫星定位系统可以实时获取滑坡体的位置、移动速度和方向等信息，为滑坡预警和趋势预测提供重要依据。
此外，北斗卫星定位系统还可以与其他传感器进行数据融合，提高监测数据的准确性和可靠性。
三、物联网技术在滑坡监测中的应用物联网技术通过将各种传感器、设备等连接起来，实现了数据的实时采集、传输和处理。
在滑坡监测中，物联网技术可以实现对滑坡体多参数的实时监测，如土体含水率、土体位移、地表裂缝等。
这些数据对于判断滑坡的稳定性、预测滑坡的发生具有重要的参考价值。
此外，物联网技术还可以实现远程监控和自动报警功能，提高了滑坡监测的效率和准确性。
四、基于北斗和物联网的滑坡监测系统关键技术研究（一）系统架构设计基于北斗和物联网的滑坡监测系统包括数据采集层、数据传输层、数据处理层和应用层。
数据采集层通过各类传感器实时采集滑坡体的各项参数；数据传输层利用北斗卫星定位系统和物联网技术将数据传输至数据中心；数据处理层对数据进行处理和分析，提取有用的信息；应用层则将处理后的数据以图表、报告等形式展示给用户，为滑坡预警和趋势预测提供支持。
（二）关键技术研究1. 数据融合技术：通过将北斗卫星定位系统和其他传感器获取的数据进行融合，提高数据的准确性和可靠性。
2. 算法优化：针对滑坡监测的特殊需求，对相关算法进行优化，提高数据处理的速度和精度。
基于北斗通信的应急环境辐射监测装置研制
基于北斗通信的应急环境辐射监测装置研制
石松杰;梁英超;马畅;马天骥;章红雨;邓文康;钟秋林;罗凡;李可珺
【期刊名称】《核电子学与探测技术》
【年(卷),期】2024(44)1
【摘要】近年来,环境辐射监测扮演了越来越重要的角色,目前使用的应急环境辐射监测装置通常基于数传电台进行远程通信,体积较大且受距离限制,因此设计了一款基于北斗通信的应急环境辐射监测装置,结合北斗卫星通信及定位技术、嵌入式技术、核辐射探测技术等实现实现了环境辐射在线监测。
装置通过双G-M管探测器探测周围环境剂量率,通过北斗短报文通信模块将剂量率等信息发送给接收站。
测试结果表明,该装置γ测量偏差在7个量程测试点都小于7%,稳定性好,北斗卫星通信成功率不低于80%,定位偏差小于100 m,适合用于应急环境辐射监测。
【总页数】6页(P111-116)
【作者】石松杰;梁英超;马畅;马天骥;章红雨;邓文康;钟秋林;罗凡;李可珺
【作者单位】武汉第二船舶设计研究所;湖北工业大学
【正文语种】中文
【中图分类】TL751;TL99
【相关文献】
1.北斗导航系统在环境自动监测及应急监测中的应用
2.基于SOA的四川省辐射环境管理监测及应急指挥平台集成
3.北斗短报文电网状态监测及应急通信系统
4.基于北斗RDSS的核辐射监测应急通讯方法
5.基于北斗通信的水环境监测系统设计
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基于北斗卫星导航系统的海洋环境监测系统
2019年 第8期海洋开发与管理77基于北斗卫星导航系统的海洋环境监测系统杨军平,于晓丰,武斌,宗干,王敏(青岛市光电工程技术研究院 青岛 266000)收稿日期:2019-05-08;修订日期:2019-07-25基金项目:青岛市创业创新领军人才项目(16-8-3-4-z h c ).作者简介:杨军平,助理工程师,研究方向为导航定位技术通信作者:于晓丰,工程师,硕士,研究方向为卫星导航应用摘要:为提高我国海洋环境监测技术水平,保障海洋环境信息安全,文章基于我国自主研发的北斗卫星导航系统,设计海洋环境监测系统㊂研究结果表明:基于北斗卫星导航系统的海洋环境监测系统包括北斗海洋环境监测终端和海洋信息综合服务平台2个部分,具有实时定位㊁实时监测㊁数据处理㊁信息预警㊁电子围栏㊁数据总览和用户管理7项功能;终端集成微控制单元和传感器等模块,平台包括服务器等硬件和数据处理等软件;经实地部署和严格测试,系统功能和性能均达到设计要求,且安全㊁稳定㊁方便和实用㊂关键词:短报文;传感器;定位;通信技术;数据安全中图分类号:X 834;P 76 文献标志码:A 文章编号:1005-9857(2019)08-0077-04M a r i n eE n v i r o n m e n tM o n i t o r i n g S ys t e mB a s e d o nB e i d o u S a t e l l i t eN a v i g a t i o nS ys t e m Y A N GJ u n p i n g ,Y U X i a o f e n g,WU B i n ,Z O N G G a n ,WA N G M i n (Q i n g d a oA c a d e m y f o rO p t o -E l e c t r o n i c sE n g i n e e r i n g ,Q i n gd a o 266000,C h i n a )A b s t r a c t :I n o r de r t o i m p r o v e t h e t e c h n i c a l l e v e l o fm a r i n e e n v i r o n m e n tm o n i t o r i n g an d e n s u r e t h e s a f e t y o fm a r i n e e n v i r o n m e n t i n f o r m a t i o n ,t h i s p a p e rd e s i g n e dam a r i n ee n v i r o n m e n tm o n i t o r i n g s y s t e mb a s e d o nB e i d o u s a t e l l i t e n a v i g a t i o n s y s t e m (B D S )i n d e p e n d e n t l y d e v e l o p e db y Ch i n a .T h e r e s u l t s s h o w e dt h a t t h e m a r i n ee n v i r o n m e n t m o n i t o r i n g s y s t e m b a s e do nB D Si n c l u d e sB e i d o u m a r i n e e n v i r o n m e n tm o n i t o r i n g t e r m i n a l a n dm a r i n e i n f o r m a t i o n i n t e gr a t e d s e r v i c e p l a t f o r m ,w i t h 7f u n c t i o n s o f r e a l -t i m e p o s i t i o n i n g ,r e a l -t i m em o n i t o r i n g ,d a t a p r o c e s s i n g ,i n f o r m a t i o nw a r n i n g,e -l e c t r o n i c f e n c e ,d a t ao v e r v i e wa n du s e rm a n a g e m e n t .T h e t e r m i n a l i n t e g r a t e sm i c r oc o n t r o l u n i t ,s e n s o r s a n d o t h e r s .T h e p l a t f o r mi n c l u d e s h a r d w a r e s u c h a s s e r v e r s a n d s o f t w a r e s u c h a s d a t a p r o -c e s s i n g .T h e s t r i c t f i e l d t e s t p r o v e s t h a t t h e f u n c t i o n s a n d p e r f o r m a n c e o f t h i s s y s t e m m e e t t h e d e -s i g n r e q u i r e m e n t s ,a n d t h e s ys t e mi s s a f e ,s t a b l e ,c o n v e n i e n t a n d p r a c t i c a l .K e y wo r d s :S h o r tm e s s a g e ,S e n s o r ,P o s i t i o n i n g ,C o mm u n i c a t i o n t e c h n o l o g y ,D a t a s e c u r i t y78海洋开发与管理2019年0引言随着全球陆地资源的日益匮乏,越来越多的国家把目光投向海洋,海洋经济成为沿海国家经济的重要支柱[1]㊂通过实时和长期的海洋环境监测掌握海洋环境信息,对于海洋权益维护㊁海洋防灾减灾和海洋生态环境保护等具有重要意义,为合理开发利用海洋资源提供可靠的科学依据[2-3]㊂目前全球海洋环境监测技术不断向智能化发展,大量智能化设备被研发和应用,为更好地研究㊁开发利用和保护海洋提供更丰富的数据㊂我国海洋资源丰富,在海洋环境监测方面具有多年的研究基础和技术积累,也涌现一批先进的海洋环境监测设备,而智能化对设备通信的稳定性和安全性提出更高的要求㊂目前我国已有的海洋环境监测设备通常采用国际海事卫星或A R G O卫星等进行数据传输和管理,这些系统均由国外研发,保密性和自主性不高,不利于国家海洋安全[3-4]㊂北斗卫星导航系统是我国具有自主知识产权的卫星导航系统,具有快速定位㊁精密授时和短报文收发等功能㊂其中,北斗短报文以北斗卫星为中继站进行数据中转,实现设备之间的双向通信,具有覆盖范围广㊁无通信盲区和数据传输加密等优势,完全可以替代国外卫星系统在海洋环境监测中的应用[4-6]㊂本研究将短报文通信和移动通信相结合,设计基于北斗卫星导航系统的海洋环境监测系统,可实现对海洋环境的远程㊁实时㊁自动和全天候监测,稳定性和安全性高㊂1系统功能和性能基于北斗卫星导航系统的海洋环境监测系统包括北斗海洋环境监测终端和海洋信息综合服务平台2个部分㊂北斗海洋环境监测终端具有定位㊁通信和数据采集等功能,将采集的数据通过短报文或移动通信网络传输至海洋信息综合服务平台;平台接收数据后,对数据进行实时处理和分析,形成相应的数据库并存储和发送(图1)㊂系统主要具有7项功能㊂①实时定位:实时定位终端并在电子海图上动态显示;②实时监测:图1基于北斗卫星导航系统的海洋环境监测系统实时监测温度㊁盐度㊁p H值和叶绿素等多种海洋环境参数变化,尤其是水质变化,并可根据用户需求定制监测内容;③数据处理:实时和快速地解析㊁分析和存储采集的数据;④信息预警:当监测值超过预设的标准值时,系统自动向用户发送预警信息,同时对采集的数据进行比对分析,预测海洋环境变化趋势,辅助用户识别风险;⑤电子围栏:用户可将终端置于特定区域并通过平台设定,如终端移出设定区域,系统自动向用户发送警告信息;⑥数据总览:统计终端在一定时间内的位置信息和监测数据信息等,可对终端监测情况进行跟踪和回放,详细掌握海洋环境变化规律;⑦用户管理:个人用户管理包括个人用户的基本信息和权限等,设备管理包括设备的基本信息㊁绑定和解绑等㊂北斗海洋环境监测终端和海洋信息综合服务平台的性能如表1和表2所示㊂表1北斗海洋环境监测终端性能参数指标定位精度10m温度监测范围-25ħ~70ħp H值监测范围0~14盐度监测范围0~60叶绿素监测范围0~200μg/L供电电压220V(A C)或24V(D C)第8期杨军平,等:基于北斗卫星导航系统的海洋环境监测系统79表2海洋信息综合服务平台性能参数指标终端在线数ȡ10000台数据传输时效实时或定时数据库容量ȡ6T(可扩展)用户登录数ȡ10000个信息接收间隔ɤ5s2系统设计2.1北斗海洋环境监测终端北斗海洋环境监测终端集成微控制单元以及传感器㊁北斗㊁数据存储㊁移动通信㊁人-机交互和电源等模块(图2)㊂图2北斗海洋环境监测终端的硬件架构微控制单元的主控芯片采用S T M32F103R8T6,其是S T旗下常用的增强型系列微控制器,通常可用于电机驱动㊁应用控制㊁手持设备和G P S平台等㊂该芯片芯体为32位,存储器容量为64K B,最高主频可达72MH z,完全满足系统性能需求㊂移动通信模块采用S I M800L,其是L G A封装的四频G S M/G P R S模块,性能稳定,外观精巧,性价比高㊂该模块采用工业标准接口,工作频率为G S M/G P R S850/900/1800/1900MH z,可实现语音和短信等数据的传输,且功耗较低㊂北斗模块采用F B3511,其适用于无人区以及电力㊁气象㊁水利㊁地质和石油等领域的数据传输㊂该模块集成R D S S射频收发芯片㊁功放芯片和基带电路,可实现双向北斗短报文通信,支持北斗或G P S 单模定位以及双模联合定位㊂传感器模块根据实际需求集成相关传感器,通过预留硬件接口,可扩展最多4个类型的传感器㊂2.2海洋信息综合服务平台为节约成本,平台硬件采用第三方托管的形式,主要包括服务器㊁存储器和防火墙等㊂①服务器采用R H5885H V3,其配置为12个英特尔至强E7-4850V4处理器(主频2.1G H z,16核)和48个32G的D D R4R D I MM内存,采用W i n d o w s S e r v e r 2008操作系统;②存储器采用O c e a nS t o r5300V3,其配置为混合闪存㊁30T硬盘㊁32G内存和4端口S m a r t I OI/O模块(S F P+,8G BF C),采用S Q L S e r v e r2008数据库系统;③防火墙采用U S G6370,其配置为4G S D R AM内存,吞吐量为4G B/s (I P S e c吞吐量为3G B/s),具有入侵和病毒防御㊁数据防泄漏㊁上网行为管理和审计㊁基于应用的Q o S 优化㊁负载均衡智能策略管理以及A n t i-D D o S等功能(图3)㊂图3海洋信息综合服务平台硬件平台开发采用B/S架构,界面友好,方便用户与系统的交互㊂平台软件包括数据处理㊁实时监控㊁统计报表㊁异常报警和用户管理5个模块㊂①数据处理模块接收数据,并对数据进行解析㊁分析和80海洋开发与管理2019年存储;②实时监控模块在电子海图上实时显示终端位置㊁监测数据和电子围栏等信息;③统计报表模块可对终端的历史轨迹进行回放,也可将监测数据按类别或时间进行总览,并以图表的形式直观展示;④异常报警模块对预警信息和电子围栏等进行设置,一旦监测数据超出预警值或终端移出电子围栏,即自动向用户发送信息,经用户处理后自动更新;⑤用户管理模块用于管理个人用户和设备㊂3结语在青岛市近海海域实地部署基于北斗卫星导航系统的海洋环境监测系统,并严格按照规范对海洋环境监测终端和海洋信息综合服务平台进行多次联调测试㊂测试结果表明系统运行良好,实现对海洋环境数据的采集㊁传输㊁分析㊁存储㊁管理㊁查询和显示等,功能和性能均达到设计要求㊂基于北斗卫星导航系统的海洋环境监测系统具有安全㊁稳定㊁方便和实用等特点,适用于对海洋环境和海水养殖等的远程自动化监测,具有广阔的市场需求㊂与此同时,将我国自主研发的北斗卫星导航系统应用到海洋环境监测领域,有利于我国提升海洋环境监测技术水平和保护海洋环境信息安全,且对于北斗卫星导航技术的推广具有很好的示范意义㊂参考文献[1]王铁流,冯正乾,周尚.基于S I M900的无线远程海洋监测终端机的设计[J].电子测量技术,2012,35(12):108-111.[2]王传君.基于G P R S_I P通信技术的海洋环境实时监测系统[D].大连:大连海事大学,2008.[3]王世明.基于北斗卫星导航系统的海洋监测浮标通信系统设计与应用[J].全球定位系统,2016,41(4):102-105. [4]彭伟,徐俊臣,杜玉杰,等.基于北斗系统的海洋环境监测数据传输系统设计[J].海洋技术,2009,28(3):13-15. [5]解来滨.基于B D2和G P R S的海水多参数监测系统研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2014.[6]刘丹.小型多参数海洋环境监测浮标系统研究[D].上海:上海海洋大学,2012.。
北斗卫星导航十大应用领域之环境保护
北斗卫星导航十大应用领域之环境保护前面两篇文档分别介绍了北斗卫星导航的公共安全应用和国土测绘应用，这第三篇就简单介绍一下北斗卫星导航环境保护方面的应用。
北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统(BDS)，是继美全球定位系统(GPS)和俄罗斯的格洛纳斯(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。
无人机大气PM2.5阔线监测使用无人机对大气PM2.5进行阔线监测,为环保行业大气阔线监测提供了新手段。
通过多个阔线监测可以对测区覆盖区域的大气PM2.5进行空间分布分析；通过对测区按照时间序列进行航飞监测，能够对测区PM2.5的形成或来源进行分析。
无人机PM2.5阔线监测将开创环保行业无人机大气监测先河，实现了大气环境监测的高时间、高空间、高精确。
为环境保护部门提供更加详细的大气监测数据。
虚拟卫星数据服务根据客户需求提供虚拟卫星数据采购平台方案。
为了能够让用户免于在数据采购时向多家卫星公司调研、查询测区范围卫星是否能够覆盖、价格谈判，同时也为了避免过长的采购周期影响到用户生态指数评估的准确性，整合所有卫星资源、建立数据通道、构建卫星存档数据资源库。
用户只需要提供测区面积、位置、类型、分辨率、时像，由公司统一数据源并向用户提供加工处理后的标准分幅产品。
环境监测信息共享通过建立一个环境监测综合应用平台，逐步向数字化环境管理转变，实现环境数据标准化、业务管理一体化、环境监控可视化、综合办公自动化、环境服务公众化、环境决策科学化；实现资源整合、不断提高环境数据监测工作效率，将信息共享平台建设成支撑环境科学决策、统一监管、宏观调控、公共服务的信息化平台。
无人机环境事故应急无人机具有机动灵活、实时传输等优点，是解决事故检测和应急抢险的要手段。
在石油泄漏、化工爆炸、有毒污水排放等突发环境事故发生时，使用无人机对测区进行航飞拍摄，为环境保护部门提供决策支撑。
北斗在环境监测中的应用探讨[权威资料]
![北斗在环境监测中的应用探讨[权威资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/04ac1a5a2a160b4e767f5acfa1c7aa00b42a9d5a.png)
北斗在环境监测中的应用探讨本文档格式为WORD,感谢你的阅读。
摘要介绍了基于北斗数据传输的环境监测系统的建设方法和简单架构。
详细示例介绍了各个区域等级的分系统以及各个平台的配置和具体作用。
最后通过综合分析，说明了结合北斗的环境监测系统的优点和重要意义。
关键词：环境监测；北斗；数据传输【分类号】X830引言随着工业的发展，资源的过渡利用和污染的不合理大量排放，使世界的污染日益严重。
如何有效地改善城市空气质量，如何贯彻城市的可持续发展战略，已成为当前各国政府及城市当局所关注的焦点问题[1]。
在我国，环境保护已经是一项基本国策。
随着我国环境保护事业的发展，环境管理工作不断深化，信息化已成为提高环境管理与决策水平的重要技术基础。
同时，整个监测系统的数据传输平台因为无线通讯技术的迅猛发展而得到更广泛的应用，特别是基于卫星通信手段的数据传输，可以更快、更方便地进行系统前端设备的部署，节省投资并达到高效率的管理和高量的服务水平。
并且，基于我国自主研制的北斗卫星导航系统的环境空气自动监测系统具有定位通信一体化、覆盖范围广、无通信盲区、安全保密性强等特点，是真实反映环境空气质量动态变化，实现环境空气质量日报、预报的重要技术手段，因此，作为北斗卫星导航系统的典型行业应用，北斗环境监测信息系统在各方需求基础上逐渐开展应用并全面发展起来[2]。
1 系统介绍北斗卫星导航系统应用于环境监测信息化建设，可有效解决各种环境监测信息的数字化采集和传输问题，大幅度提高环境监测的工作效率。
北斗卫星导航系统优势在于短信服务和导航结合，增加了通信功能；全天候快速定位，极少的通信盲区，精度与GPS相当；在提供无源定位导航和授时等服务时，用户数量没有限制，且与GPS兼容；独特的中心节点式定位处理和指挥型用户机设计，可同时解决“我在哪？”和“你在哪？”的问题，特别适合集团用户大范围监控与管理。
2系统总体架构下面以省为单位来示例基于北斗的环境监测系统中的应用。
北斗杯全国青少科技创新大赛各级赛区获奖作
济南大ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ城实验高级中学
李海龙、赵思莹
3
基于北斗导航技术的跨海大桥智 能管理系统
北斗应用创新
王孜睿、王彬至、徐文滨、孙容浩
山东省淄博第七中学
周道营、马良
山东省蒙阴第一中学、山东
4
北斗智能车
北斗-智能车
刘振亚、许扬、 杨逸 、周家如
省费县第二中学、东营市第 一中学、莱州市第一中学
李庆明
5
灯塔号
北斗-立方星
6 可见光智慧照明及环境监测系统
其他
刘海涛、孙文彬、王栋、韩中达
西安工业大学
赵黎、张峰
7
“鹰眼”-北斗辅助精准起降的无 人机自主巡防系统
其他
甘培源、张林婷、梅聪聪
西北大学
王安文
8
基于北斗的声音定位系统
其他
杨世广、朱婧祎、常旺、方雨晨
西安电子科技大学
刘立、赵闻博
9
基于北斗导航系统的多功能取样机 器人
其他
邓军、陈为胜
第十届“北斗杯”全国青少年科技创新大赛（山东省）赛区获奖作品名录
序号
作品中文名称
作品类别
作者姓名
学校
指导教师姓名
1
基于北斗卫星导航系统的财物防盗 追踪系统
北斗应用创新
边策、冯子洋、荆沛坤、杜政良
山东省淄博实验中学
马鲁济
2
关于北斗在“智慧校车”领域的应 用
北斗应用创新
王闻博、邢一轩、赵晨琳、于天乐
北斗应用创新
张啸天、章司怡、王汕昭、项奕晨
5 基于BDS的智慧港口自动运输系统 北斗应用创新
李勇、廖霞、刘嘉兴
6
基于北斗导航系统的AR跳伞路径规 划视觉辅助系统
基于北斗卫星导航系统的高精度监测在石化行业的应用
2024 年第 4 期 卫星应用 2 3
导航天地 ellite Navigation
和高精度事后解算信息输出。 事后高精度定位计算：读取观测值和广播星历，
进入事后高精度定位计算流程，启动事后高精度定 位，计算事后高精度终端位置。
事后高精度定位精度信息输出：完成事后高精 度定位计算，进入事后高精度定位精度信息编辑流 程，以内部标准格式编辑实时高精度定位结果。
北斗精准时空信息处理与服务系统由北斗数据 资源管理子系统、北斗精准时空信息处理子系统、 北斗精准时空综合信息管理与服务子系统、系统运 行控制与监控子系统四部分组成。
1）北斗数据资源管理子系统。具备数据资源 的多源化管理，预留充足的数据交互接口，保障数 据资源的交换与共享。接入基准站网数据和行业内 外共享的基准站数据，主要包括数据接入、数据预 处理、数据存储和数据分发。
高精度连续监测预警系统，主要实现各类高精 度监测数据展示，判据模型匹配、预警分析等，为 会商、研判提供告警、分析和决策支撑。高精度连 续预警系统采用分层架构进行设计，软件架构主要 包含 4 个模块：基础设施层、数据资源层、平台服 务层和应用层。高精度连续监测预警系统架构如图 2 所示。
图 2 高精度连续监测预警系统架构
动态观测：动态观测的时间频率通常较高，适 用于移动平台上的定位需求，如车辆导航、航空航 天、移动机器人等需要实时位置信息的场景。
周期性采集：数据采集的周期性可以根据具体 需求设定，可能是每天、每周或每月一次。适用于 周期性变化的监测需求，如环境监测、农业生产等。
连续监测：连续监测可能是持续不间断的数据 采集，频率取决于监测系统的设计和电池寿命。适 用于需要实时、连续监测的场景，如罐体、罩棚、 趸船等。
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基于北斗定位系统的多功能环境监测系
统
摘要：本文主要详述在北斗定位系统的基础上，所衍生出的与其相结合的多
功能环境检测系统原理及其组成。
关键词：北斗定位系统，环境监测，未来应用
1 引言
北斗导航定位系统自上线提供服务以来，已在交通运输、农林渔业、水文监测、气象测报、通信授时、电力调度、救灾减灾、公共安全等领域得到广泛应用。
为增加其创新性，以及填补其对于环境监测方面的空缺，故设计该“基于北斗定
位系统的多功能环境监测系统”，与传统的北斗监测系统相结合。
与市面上大部
分的北斗定位衍生品不同的是，项目所设计功能包括基于我国自主研制的北斗导
航定位系统的定位、授时功能，以及基于城市主要环境指标PM2.5、噪声、温湿
度的检测功能。
更于此基础上给与其能与其他设备交互的GPRS数据传输以及SD
卡储存。
1.系统整体设计
如图1所示，系统主要由STM32单片机、噪音传感器单元、温度传感器单元、空气质量传感器单元、网络通信模块等构成。
STM32单片机作为系统的控制单元，实现整个系统的信号处理、逻辑控制和指令下发，噪音传感器、温度传感器和空
气质量传感器及其处理电路作为相应信号的采集单元，通过相应信号的采集单元
将不同幅度大小的的信号转换为单片机可接受的电信号，之后，送入单片机的AD
转换器，通过AD转换将表示噪音、温度和空气质量的模拟电压信号转换为数字
量信号，并通过LCD进行数据实时显示和人机交互。
位置信号由GPS模块采集，
进行信号处理后通过GPRS传输到手机终端。
图1 多功能环境检测装置系统构成图
2系统硬件设计
2.1微控制器
微控制器选用 STM32F103RCT6STM32FlO3xC、STM32FlO3xD和 STM32F103xE
增强型产品系列集成了工作频率为 72MHz的高性能“ARM cortex-M3” 32位
RIS内核、高速嵌入式存储~(Flash存储器和SRAM的容量分别高达512K 字节
和64K字节)。
和大量连至 2条 APB总线的增强型 I，0与外设所有产品均带
有 3个12位ADC，4个16位通用定时器和2 PWM 定时器，以及标准与高级通
信接口2个、3个 SPI、2个 Ps、1个 SDIO、5个 USART、1个 USB和 1个CAN。
ⅡsTM32Fl03vET6含有 2 路 DMA：12通道DMA控制器支持外设：timer，ADC，DAC，SDIO，I2S， SPI，I2C and USART。
2.2 GPS模块
GPS模块选用以串口为通讯接口的通用型模块，波特率为 9600．
数据位为8位，无检验位，1个停止位，数据是以 ASCLL码形式传输．
完整帧传输间隔时间为 1秒
2.3TFT LCD屏
TFT LCD 屏选用 3．2英寸(320*240分辨率 )的彩色电阻触摸屏
2.4 网络通信模块
GPRS 网络传输功能通过SIM300模块实现，SIM300内部集成了TCP/IP协议栈,并且扩展了TCP/IPAT指令，主控核心通过串口向SIM300发送AT指令即可控
制SIM300实现GPRS网络传输功能，SIM300模块找到网络正常工作时网络状态指
示灯将以1次/2秒的频率闪烁。
SIM300模块的工作电压在3.4V~4.5V，电压不得
低于3.4V且提供的电流要大于2A，因为SIM300在发送数据时峰值电流可达2A,
峰值电流脉冲时造成的波动可能导致电源电压下降，如果此时电压低于3.4V模
块将自动关闭。
2.2 环境监测部分
2.2.1温度传感器
温度传感器选用DSl8820。
DSl8820数字温度传感器是Dallas公司生产的1
一Wire，即单总线器件，具有线路简单、体积小的特点。
因此用他组成一个测温
系统，具有线路简单，在1根通信线可以挂很多这样的数字温度传感器，十分方便。
同时，DSl8820测温范围在一55～+125℃；转换精度9～12位进制数，可编
程确定转换的位数；测温分辨率为9位精度为0．5℃，12位精度为0．062 5℃；转换时问：9位精度为93．75 ms、10位精度为187．5 ms、12位精度为750 ms；内部有温度上、下限告警设置。
2.2.2空气质量传感器
MQ135是测量空气污染情况常用的一个传感器，具有代表性，价格低，寿命长，敏感度也OK，主要用于测量空气中二氧化碳，氮氧化物，氨气，酒精，苯类等。
这几样气体可以说都属于家用空气污染测定中的重要成份，因此用这个传感
器刚刚好。
2.2.3噪音传感器
选用普通的工作电压处于3.3至5的声音传感器模块即可，所需设计为模块在环境声音强度达不到设定阈值时.OUT输出高电平，当外界环境声音强度招计进店逛逛阈值时,模块OUT输出低电平。
3.1系统软件设计
初始化链接
系统上电后首先进行UC/OS-II 初始化，pC/OS-II启动后App_Task_Start 任务首先开始运行,主要进行各种功能的初始化、事件和任务的建立。
随后
App_GPRSLink任务开始运行,用于建立 GPRS 网络链接，链接成功后建立事件标志组ApP_GPRSlinkFlag和 App_ADFlag，同时发送 App_FM_LEDMbox消息邮箱，使得GPRS链接成功指示灯点亮。
得到当前位置信息
App_ADFlag事件标志组建立后，App_PowerMonitor任务开始运行采集锂电池电压,将采集到的电压值通过消息邮箱App_LCDMbox发送给液晶显示任务
App_LCDDisplay，将电压值显示在液晶屏上。
事件标志组App_GPRSlinkFlag建立后，App_GPSDataProcess和 App_FallDetectio任务开始执行,控制系统通过串口中断接收GPS 数据，GPS中断服务程序通过消息邮箱App_GPSMbox将接收到的位置信息发送给任App_GPSDataProcess，同时发送消息邮箱App_FM_LEDMbox 用以指示当前的GPS定位是否有效。
转换并采集当前地址环境信息
App_GPSDataProcess对位置信息进行转换后通过消息邮箱App_GPSDataMbox 发送给任务 App_GPRSSendData。
App_FallDetection任务处理加速度计数据,通过双阈值的方法判断是否可以处理数据。
同时若是得到许可即带动传感器采集周围环境信息，，然后对位置和环境信息进行数据打包。
最后将数据通过GPRS 网络通信发送到远程监控端,同时通过消息邮箱App_LCDMbox将数据发送给液晶显示任务AppLCDDisplay，把位置和环境信息显示在液晶屏上。
图二程序流程图
4.结束语
本装置可用于未来建设一体化模块的环境监测系统，或与百度，高德等地图APP结合并为其提供环境信息，
参考文献
[1]―基于单片机的GPS定位显示设计[J].吴东东,朱苏磊.上海师范大学学报(自然科学版).2016(01)
[2]基于移动GIS的GPS定位导航系统的设计与实现[J].张烁,徐爱功,孙贵博．计算机系统应用.2010(07)[3]基于单片机的GPS定位信息处理[J].赵志礼,孟庆辉,张松涛,杨云峰.电子测试.2009(10)
[3][1]基于STM32单片机的农业机器人GPS/北斗定位系统设计[J].张朝辉;吴海云;黄舞记;卫勇;艾成龙.农技服务,2019(05)[2]基于51单片机的简易GPS 定位器设计[J].何米.数字通信世界,2018(07)
1/2。