基于GIS和OTDR的光纤智能监控系统研究

为了提高光纤故障处置效率,设计了一种基于GIS和OTDR的光纤智能监控系统。介绍了系统的总体技术架构和软件功能框架。采用小波分析技术,提取OTDR曲线中的事件信息,找出故障点位置。将故障点的光纤长度数据转换为经纬度数据,并结合光缆拓扑结构和GIS系统,将故障点在电子地图上实时显示并告警。经过系统测试,结果表明：系统的OTDR损耗分辨率达到0.01dB,动态范围为34dB~45dB,监测响应时间为5ms;故障定位误差小于10米,告警时间为2ms,完全满足光缆应急处置要求。     

面向智能社区的人体健康系统设计与实现

在目前国内新政策形势下,政府积极倡导综合运用现代科学技术、整合信息资源开展健康城市建设,不断提升城市健康指数和生活水平,现针对目前国内看病难、看病烦、看病贵等问题,明确系统需求和目标,提出一种面向智能社区的人体健康系统设计方法,把嵌入式技术、数据库技术、计算机技术相结合,以SQL Sever数据库作为云服务器,采用混合体系架构设计模式,终端系统通过医疗传感设备将采集到的人体体征数据存储到SQL Sever数据库中,Web端或者手机端通过Web Service获取数据进行操作和显示,并运用RBF神经网络对数据库中的特征数据进行分析和预测,从而实现对用户健康进行指导和建议。     

基于云服务器的地磁感应电流监测系统的设计

地磁暴引起的地磁感应电流(GIC) 可能引起变压器直流偏磁, 对电网的安全稳定运行带来威胁, 远程实时监测GIC对电网的GIC防御具有重要的指导意义。设计了一种基于云服务器的电网GIC远程监测系统, 数据采集终端实时采集变压器中性点的GIC, 多监测点数据经GPRS分端口发送至云服务器的内网进行存储, 用户可通过云服务器的公网IP远程访问并对数据进行绘图、下载等处理, 实现了电网GIC数据的实时发布与共享。结合空间天气的预测数据, 还可以初步实现GIC的预警。对系统的数据采集终端以及基于云服务器的监测软件平台两大模块进行了实验室及变电站现场测试, 测试结果表明该系统实现了设计要求, 满足功能需求。     

基于物联网技术的人体云健康监护及预警系统

针对传统医疗监护系统存在导联线过多,用户活动受限,预警、就医指导不足等问题。设计了基于基于物联网技术的人体云健康监护及预警系统,该系统以智能手机为预警显示平台,并结合穿戴式测技术和无线通信技术能有效实现多项生理参数的无创采集、移动传输、智能处理以及语音智能控制、预警等功能。实验表明该系统具有操作简单,可扩展性强、使用效果优等特点,为肢体残障者疾病预警提供了技术支撑,为个人、家庭、社区监护和远程医疗创造了条件。     

基于XMC4500的智能USB-CAN接口模块设计

现有的USB-CAN接口模块存在不支持多应用同时访问、滤波算法简单、需要外接终端电阻等缺点或不足。提出了一种基于XMC4500微控制器的新型智能USB-CAN接口模块设计方法,并给出了详细的软硬件设计过程。接口模块具有支持多应用同时访问、提供复杂的软硬件智能滤波算法、能够通过软件设置终端电阻等诸多优点,可以用于各种基于PC的CAN总线通信数据分析与监测场合中。     

嵌入式Web控制终端的物联网移动E-Laboratory平台

为了进一步提高大学校园设备资源的利用率,实现多种实验装置的网络化控制和用户终端移动化。基于物联网技术,将LAMP移植到采用ARM架构的微处理器上,通过搭建嵌入式Web控制终端,对Web服务平台进行了详细的设计,实现了多种实验装置的网络化控制。将单自由度机械臂系统这一实验装置,与EWC_T连接,基于Android操作系统上开发了一个应用,设计并搭建了Mobile Experiment系统,实现了网络化实验室平台的用户终端的移动化。通过实验证明该系统能够可靠地完成对实验装置的远程控制,并具有低功耗、低成本和便携性好等优点。     

基于GPS的物流车辆智能监控系统设计

为对物流车辆进行精准定位、检测和实时跟踪,需要物流车辆智能监控系统设计。当前使用的监控系统,在物流车辆进行运输的过程中,有遮挡物出现时无法精准的对物流车辆进行定位,当物流车辆停放在室内停车场时可能出现定位不到物流车辆的情况。为此,提出一种基于GPS的物流车辆智能监控系统设计方案。该系统硬件部分包括：GPS车载终端、监控中心服务器群和控制终端三部分,同时将全球定位系统与地理道路信息相结合,利用联通网络与国际互联网传输相关信息;系统软件部分使用联通分组通信技术,通过GIS软件与管理信息系统进行无缝连接,并由单片机S3C2440A向GPS模块发送控制中心下达指令,GPS接收指令并给予反馈,通过有效的分析反馈结果来提高监控终端的运行速度、稳定性以及精准度;GPS定位功能采用TDOA算法对物流车辆进行定位。实验证明,所提系统可以对物流车辆精准定位、实时监测和有效跟踪。     

基于Tiny OS2.0和Android4.2的可燃气监测系统

为了有效地减少由可燃气泄漏导致的损失和加强对可燃气使用的安全监测,提出了一种基于无线传感网络的可燃气监测系统;该系统主要由可燃气体无线监测节点和移动监控终端构成,其中无线监测节点是以8位超低功耗微处理芯片ATmega1281、2.4 GHz射频芯片AT86RF230和通用可燃气体传感器MQ-2为核心器件,基于tinyos2.0平台利用nesC语言设计完成节点感知程序;移动监控终端选用ARM处理器S5PV210,并基于安卓4.2平台设计实现实时报警、移动监控、动态显示等功能;试验结果表明,该系统具有布设简单、测量精度高、功耗低等优点,误警率不超过0.5%并可持续工作180天。     

基于G/S模式的空间信息云服务架构研究

针对多系统间的数据交换、共享问题,尤其在大数据时代,海量的数据增长给数据的管理带来的挑战,提出了一种基于G/S(General-Browser/ Service-Cloud,G/S)模式的空间信息云服务架构——面向数据的架构(Data Oriented Architecture,DOA)。以数据为核心,以数据标识为主线,通过数据注册中心和数据交换规范XXML(Specific Industry Markup Language),对海量异构数据进行存储、计算和管理,实现多系统间的数据共享、访问和协同。通过在地质灾害监测预警方面的应用,证明了该架构作为信息技术的系统构建方法在大数据时代独特的优势。     

基于LabVIEW的支架结构安全监控系统设计

针对路桥施工过程中支架结构的安全性能问题,设计开发一套基于LabVIEW的安全监控系统,通过采集应变和倾角信息,全面地监测支架结构所承受的载荷与稳定性;软件的开发融合了多种技术,利用LabVIEW软件实现串口通信、GPRS网络通信、数据库访问、数据报警以及Web发布等功能,将无线传感器网络采集到的数据信息实时地反映给操作人员,并同时具备数据报警、查询等功能;测试结果显示,系统构建了一个包含10个传感器节点的ZigBee网络,并准确地获得了支架结构在受力变化时参数的变动,且实现了GPRS远程监控的功能,说明系统能够稳定、准确地对支架的应变和倾角信息进行监测,并具有良好的后续开发空间和应用前景。     

基于WSAN的道路积水监控系统的设计与实现

强降雨及城市排水系统的老化,使得城市道路低洼处积水严重,对市民人身安全、财产、路基、城市交通产生不容忽视的影响。针对该问题,采用无线传感器/执行器网络（WSAN）技术,设计了道路积水监控系统。该系统分为传感/执行层、网络层和应用层三层。传感/执行层的传感器节点使用超声波传感器采集积水信息,执行器节点使用执行器水泵进行排水;网络层网关及汇聚节点使用ZigBee网络和GPRS网络相结合来实现传感/执行层与应用层之间的数据双向传输;应用层服务器储存采集的道路积水信息,调用百度地图API将实时信息显示在web端,并通过网络层发送指令控制积水区域内的执行器水泵动作,实现闭环控制。该系统能够简洁有效地实现道路积水信息的实时共享,可以实现及时排水,具有实际的应用价值。     

小麦渍害光谱特征分析

理清小麦渍害光谱特征是大尺度渍害遥感监测的基础,也是运用光谱特征实现无损、快捷鉴别小麦渍害的前期条件,迄今为止未见对小麦渍害光谱特征的相关研究。该研究通过田间实验分析了8个小麦品种(郑麦9023、西农223、漯6010、富麦168、鄂麦23、鄂麦19、广源11-2、农大195)受渍后叶片和冠层的光谱特征与没有渍害小麦光谱特征的差异,研究表明：受渍后叶片光谱反射率较正常叶片的差异主要表现在645～680 nm区间(红光波段),较正常值偏高;757～917 nm区间(近红外波段),较正常值偏低;1 428～1 456 nm区间,较正常值高;1 641～1 684 nm区间,较正常值低,主要原因：一是渍害导致叶片叶绿素光合作用能力下降,二是叶片失水引起水势降低,建议用归一化水指数(NDWI)的差异值反映小麦受渍情况,同时分析了不同小麦品种受渍时与受渍后NDWI指数随时间的变化特点,发现其变化特征与小麦品种的抗性有关;受渍后小麦冠层的所有波段光谱反射率均低于正常小麦,建议用670～2 400 nm光谱反射率的均值差异反映小麦受渍情况。     

车载被动差分吸收光谱在城市道路空气污染监测中的应用

初步探索了一种基于自然光源的移动式车载被动差分光学吸收光谱仪测量系统,并在对合肥市区道路空气污染监测的实验中得到成功应用.该系统采用天顶散射光-被动差分吸收光谱(DOAS)技术对道路上方空气污染进行采样分析,同时结合GPS接收机采集实时经纬度坐标.通过时间信息对两者进行关联,利用GPS接收机定位坐标,并结合合肥市交通地图,依据光谱反演污染气体NO2的柱密度结果绘制整个城市道路上方污染气体浓度图.实验监测路段的NO2垂直柱密度与背景点(解放军电子工程学院校园)监测值之差为6.4×1014 molecule/cm2～1.96×1016 molecule/cm2,由于受到车辆类型、车流量等因素的影响,监测路段总体呈现东北方向平均浓度高于西南方向.     

洪涝胁迫的水稻叶面积指数变化及其光谱响应研究

通过水稻淹水实验模拟洪涝胁迫状态,分析不同生育期、不同洪涝胁迫强度下的水稻叶面积指数变化及其冠层高光谱响应规律,建立洪涝胁迫下水稻叶面积指数(LAI)的估测模型。结果表明,分蘖期、拔节期、抽穗期水稻LAI均随淹水深度的增加而降低;水稻冠层680~760 nm光谱的一阶微分具有“双峰”现象,主峰位于724~737 nm,701和718 nm有次峰出现,并随淹水深度的增加出现“三峰”;冠层红边位置在各个生育期出现“蓝移”,红边幅值、红边面积在分蘖期、拔节期、灌浆期均呈现“蓝移”,在抽穗期出现“红移”;生育前期水稻LAI与光谱特征参量存在显著相关,生育后期相关性不显著;最后以D_λ737/D_λ718光谱参量建立了水稻生育前期的LAI估测模型。表明在洪涝胁迫下,水稻LAI的变化幅度直接反映胁迫强度的大小,估测模型LAI=3.138(D_λ737/D_λ718)-0.806可用于估测洪涝胁迫不同强度下的水稻叶面积指数。     

GPRS技术在农村用水远程自动抄表系统中的应用

目前许多偏远农村地区用水长期以来一直采用的是包月制方式,这种模式的特点是不论用户的月用水量是多少,只要每月交付一定的水费即可。用水量与用水费的严重不一致,不仅不利于供水部门对用户用水的实时监管,更不利于环保节水的实现。农村地区地理位置比较分散,考虑目前移动网络覆盖范围之广,利用中国移动或中国联通的GPRS网络在实验室搭建无线自动抄表系统。实验结果表明,GPRS技术在农村用水监管系统中的应用,一方面可以降低传统人工抄表员的工作强度;另一方面抄读回的计量数据精确无误,完全克服了人工抄表的缺点。     

Effect of waterlogging on carbon isotope discrimination during photosynthesis in Larix gmelinii

Soil moisture is a major factor controlling carbon isotope discrimination (Δ¹³C), which has been demonstrated to decrease under dry conditions in many studies; however, few studies on Δ¹³C under waterlogging condition have been conducted. In this study, a pot experiment was conducted with Larix gmelinii, a major larch species in the east Siberian Taiga, to investigate the effect of waterlogging on Δ¹³C during photosynthesis. Assimilation rate and Δ¹³C_RD (instantaneous Δ¹³C calculated with Rayleigh distillation equation) decreased drastically soon after waterlogging, followed by recovery in their values, which was caused by a change in stomatal conductance. Thereafter, assimilation rate decreased gradually, whereas Δ¹³C_RD decreased more gently. These results were thought to be caused by the decrease in both stomatal conductance and carboxylation. Our results indicate that extreme wet events may cause a decrease in Δ¹³C, which is important information for detecting flooding events in the past using tree-ring isotope analyses and for studying impacts of flooding on plants in areas where waterlogging might occur.     

面向移动互联网的不良信息监控系统设计

针对传统的不良信息监控系统接收端容易受到吞吐量和传输时延等因素的影响,导致不良信息监控实时性和保真性差;提出基于数据汇聚协议优化调度的移动互联网不良信息监控系统设计方法;综合考虑系统的技术指标、系统性能进行系统的总体设计;功能模块包括信息采集信道设计、收发转换和功率放大模块、模拟信息预处理及不良信息的滤波检测模块等部分;设计基于数据汇聚协议优化调度的移动互联网不良信息特征检测算法,作为软件核心处理程序,在LabWindows/CVI平台上进行系统软件开发,实现系统优化设计;仿真结果表明,采用该系统进行移动互联网不良信息监控识别的准确度较高,可靠性较好。     

Urban road network evolution mechanism based on the ‘direction preferred connection’ and ‘degree constraint’

The urban road network is a complex system that exhibits the properties of self-organization and emergence. Recent theoretical and empirical studies have mainly focused on the structural properties of the urban road networks. This research concentrates on some important parameters such as degree, average degree, meshedness coefficient, betweeness, etc. These parameters of the real road network exhibit specific statistical properties. Some studies show that perhaps these specific statistical properties are caused by a compromise mechanism of the formation of a minimum spanning tree and the greedy triangulation. Inspired by these results, we propose a principle to construct the network (we call it a MG network in this paper) whose structure is located between the minimum spanning tree and the greedy triangulation at first. The structural properties of the MG network are analyzed. We find the formation mechanism of the MG network cannot explain the urban road network evolution well. Then, based on the formation mechanism of the MG network, we add the ‘direction preferred connection’ and ‘degree constraint’ principles to the urban road network evolution simulation process. The result of the simulation network turns out to be a planar network that is in accordance with reality. Compared with the real road network’s structural properties, we find the simulation results are so consistent with it. It indicates the validation of the model and also demonstrates perhaps the ‘direction preferred connection’ and ‘degree constraint’ principle can explain the urban road network evolution better.     

电磁阀远程控制及水压监测系统设计

为了实现远程控制电磁阀及监测输水管道水压,提高农业灌溉效率;采用STM32微控制器及Android嵌入式系统,开发出一种对电磁阀进行控制及水压监测系统。微控制器通过串口连接GPRS模块,从而接收命令控制电磁阀和发送水压数据;Android手机客户端实现阀门控制界面和水压数据显示功能;云服务器负责连接GPRS模块和手机客户端,并且管理底层设备与用户信息。该系统已运用在某智能节水灌溉公司的实验大棚基地中,实验结果表明,系统能实时进行远程控制及监测,并能确保输水系统正常运行。该系统能够推动农业现代化的发展,减少人力成本,提高生产效率。     

Convenient method for calibrating system constant of scanning water vapor Raman lidar

<正>Lower tropospheric water vapor measurements are performed at nighttime using the mobile atmosphere monitoring lidar-2(AML-2) which is operated by the Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics.In this lidar system,a 354.7-nm light from a Nd:YAG laser is used as stimulating source,whose Raman shifted center wavelengths are at 386.7 and 407.5 nm for nitrogen and water vapor,respectively.We present a novel and convenient method for determining the Raman lidar calibration constant according to the scanning performance of this lidar.We are likewise able to realize the measurement of water vapor profile in the low troposphere.The error induced by the uncertainty of calibrated constants is within 7% for the Raman lidar system.Experimental results from two months of study indicate that the method of calibrating the lidar system constant is feasible,and the Raman lidar performance is stable and reliable.