基于GPRS无线传感网的大气C02浓度采集系统研究与设计

针对实现大气中二氧化碳浓度的及时快速采集,设计了基于GPRS无线传感网的大气二氧化碳浓度采集系统,系统分为数据采集终端、GPRS无线传输网络和数据中心3部分.数据采集部分主要由单片机、高精度二氧化碳传感器、GPS模块、GPRS模块和液晶显示模块组成,负责采集二氧化碳浓度和采集点地理定位信息;无线传输网络部分由GPRS模块接入到GPRS网络,再登陆到Internet网络与检测中心服务器建立TCP网络连接,负责将采集到的数据传输给数据中心;数据中心主要是接受GPRS网路传输过来的数据,并将数据进行处理、显示和录人数据库.采集系统能摆脱数据采集时地理位置和天气条件上的局限性,使检测工作变得更及时方便准确.     

无线传感网中兼顾多因素的簇头选择算法

在基于簇结构的无线传感器网络中无线传输过程容易受到恶意节点攻击,其中簇头节点同时担任了管理控制簇成员、簇内数据收集及簇间数据转发等多重任务,因此簇头的选择尤为重要。充分考虑到网络的安全和能量问题,提出一种兼顾节点信任度、通信、能量及数据多因素的簇头选择算法,通过该算法可以准确地识别出网络中的恶意节点,并选取出可信度高的簇头节点。通过仿真实验证明该算法充分考虑到了综合因素,客观且准确地评价了节点,增强网络的安全性同时延长网络生存周期。     

一种基于GPRS网络的变频器无线集中监控系统

利用GPRS网络,设计了一套实用的基于移动网络的“变频器无线集中监控系统”方案,监控系统由监控中心、GPRS通信网络、GPRS模块和变频器组成,使变频器数据能够及时安全地和监控中心机连接,数据即时回传,同时发生故障或运行参数超限时向监控中心报警。通过在变频器系列试运行演示,GPRS网络传输性能稳定,整个系统安全可靠运行。     

大气CO2浓度升高对海洋浮游植物影响的研究进展

工业的迅速发展、化石燃料的燃烧、森林的大量砍伐等引起大气中温室气体，特别是CO2的浓度逐年上升，据预测，到本世纪中叶大气CO2浓度将达到目前的2倍，即达到700μL L^-1。由CO2等微量气体浓度增加所造成的“温室效应”已成为影响全球变化的一个重要而又不可忽视的因素。近几年来通过“全球海洋通量的联合研究”表明，海洋对大气中CO2的净吸收主要是通过一系列被称为“生物泵”的生物学过程来实现，其中海洋浮游植物通过光合作用把海水中溶解态CO2转化为颗粒态是“生物泵”中一个重要的生物化学过程，可见海洋浮游植物对海洋回收大气CO2举足轻重。大气CO2浓度升高将导致海水中CO2浓度升高和pH值下降，进而对海洋浮游植物产生一定的影响，因此了解海洋浮游植物对大气CO2浓度升高的响应机制，对于预测未来大气CO2升高对海洋生态系统的影响和全球气候变化具有重要意义，有关大气CO2浓度升高对海洋浮游植物的影响研究已经成为当今国际海洋科学研究领域的重要内容。     

基于SWE的传感网技术整合研究

随着传感器、传感器系统和传感器网络的发展和广泛应用,传感网应运而生。现实中,各种传感器监测着我们生活的方方面面,为我们提供各种服务,也给我们带来挑战:怎样对分布式传感器资源进行有效整合并将其用来发现和实现更高级的信息与资源共享是目前亟待解决的问题。本文基于OGC提出的SWE架构,研究SWE的核心组件传感器观测服务SOS流程,设计基于SWE的SOS服务架构,并利用Python,Tomcat结合Istsos技术对该SOS架构进行了实施部署,测试结果表明该整合服务架构可以有效获得所需传感器数据。     

基于嵌入式Linux数据采集系统的设计

介绍了使用ARM芯片LPC2138进行数据采集系统设计的方法,其中包括Linux操作系统下基于ARM芯片LPC2138的UART串口驱动程序的开发,利用串口与GPRS模块相连实现无线上网的方法。由于系统体积小,性能好且价格较为经济,在大规模气象监测网络体系中将发挥积极的作用。     

无线传感网络中多目标识别与定位系统设计

设计了一种基于无线传感网络的多目标识别与定位系统。系统采用DSP控制器作为传感节点的核心,实时采集移动目标的红外信号、磁信号和声音信号,并对所采集的目标信号进行预处理,通过无线传感器网络将所采集的目标信息上传至上位机,通过上位机调用基于Matlab的神经网络目标识别算法和定位算法分别实现对移动目标的识别与定位。分别进行了室内单人定位和小车定位的多目标探测实验,结果表明,设计的基于无线传感网络的多目标识别定位系统对目标的识别正确率均达到92%以上,定位效果的均方误差小于0.22 m,达到了探测系统的技术指标要求。     

传感网环境下传感器信息建模与注册方法研究

如何对传感器资源进行重新组合并用于发现来实现高级的信息共享是目前亟待解决的问题。本文针对目前传感器的建模现状和发现机制现状,选择传感器模型语言(Sensor ML)实现传感器信息的建模。针对Sensor ML用于发现机制的Profile规则,提出了面向处理的传感器抽象模板建模方法。并且使用传感器实例注册(Sensor Instance Registry,SIR)客户端传感器信息模型。基于本文提出的方法,采用自主设计开发的传感器建模软件SensorModel完成了对传感器的快速实例化建模,应用SIR客户端完成了对所建传感器信息模型有效的注册和发现。     

基于GPRS的远程地震监控系统的设计

采用系统集成技术,设计了基于GPRS DTU的强振数据采集终端,并通过Internet在远程上位机完成数据分析处理,该地震监测系统不需要敷设传感器专用电缆,具有布点方便、安装和维护简单、低成本等的特点。     

大气CO2浓度非均匀分布及其对地表升温影响的研究进展与展望

在气候变化和全球治理挑战日益严峻的背景下,CO2排放及代价评估日益受到学术界和决策者的关注.当前全球范围包括联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)评估在内的几乎所有研究都是基于全球平均CO2浓度来驱动气候模式的,但基于全球CO2平均分布设定开展模拟影响评估在学术界多有争议.首先,综述了大气CO2非均匀分布的证据,评...     

基于GPRS的家庭防盗报警系统设计

为了解决当前防盗系统存在的诸如可靠性较差、易破坏,易误报、漏报、处理时间延后、布线繁琐等问题,提出一种基于GPRS的家庭防盗报警系统的设计方案,该系统采用传感器对家庭住所环境实施监控,当有警情发生时,传感器将脉冲信号传送到单片机中进行处理,从而执行中断程序,在声光报警恐吓盗窃分子的同时,单片机控制GPRS模块,将警情短消息发送到预设号码,自动呼叫预设号码,主人便可采取更进一步的安全措施,使警情得到及时处理,保护生命财产安全,最终实现家庭防盗系统的报警功能。     

基于区分服务的无线多媒体传感器网络MAC协议

针对传统无线多媒体传感器网络MAC协议不具备区分业务的功能,提出一种支持区分服务的无线多媒体传感器网络MAC协议。该协议对不同的业务设置了不同的竞争机制,使节点在发送不同的业务时能够根据信道的具体情况自适应地调整竞争窗口的大小。仿真结果表明:该机制能够有效支持区分服务。在网络负载较重时,多媒体业务的吞吐量比普通业务的吞吐量高10%,网络系统的吞吐量相比于原有的协议能够提高5%。     

砂岩含水层CO2封存中考虑盐沉淀反馈作用的数值模拟:以鄂尔多斯盆地为例

盐沉淀是含水层CO₂封存中需要关注的问题。当前,大多数数值模拟没有考虑盐沉淀引起的地层孔隙度和渗透率变化对流体流动的反馈作用。以鄂尔多斯盆地刘家沟组地层为例,利用TOUGH2软件建立了一个二维模型。通过修改程序源代码,使得模型能考虑盐沉淀对流体流动的反馈作用。模拟结果表明,刘家沟组地层在CO₂注入20 a时,盐沉淀的反馈作用使得注入井附近地层压力提升达到了0.87MPa,储层注入性损失7.17%。地层水盐度对盐沉淀及其反馈作用的影响最大,CO₂注入速度的影响次之,地层渗透率的影响最小。在地层水盐度较高时,固体盐饱和度显著增加,从而造成地层渗透率明显下降。当地层水盐度为0.24时,盐沉淀造成注入性损失45.32%,引起的地层压力提升达到了12.14MPa。因此,需要特别关注高盐度地层水引起的盐沉淀及其反馈作用。     

基于SOAP的分布式通信策略研究与实现

在研究SOAP通讯原理的基础上,分析了SOAP完成通信功能所需要的主要功能模块,研究了SOAP通信功能的执行效率,由此设计出相应模块以实现分布式通信策略,提高了软件的可复用性和可移植性.实现了异构网络环境下异构平台间的互操作,使分布式资源得到更广泛的利用.     

基于TC35的远程温度监测报警系统

针对日常生活中因对温度变化的忽视引起的各种问题,提出一种对温度进行远程监测并短信通知用户的系统,以达到向用户进行温度报警的目的。系统主要由STC89C52单片机,液晶显示器1602,温度传感器DS18B20,TC35模块4大部分构成,首先通过温度传感器DS18B20采集当前环境温度,然后利用液晶显示器1602将当前温度显示出来,与此同时单片机判断当前温度值,当前温度超过温度上限值时,单片机控制GSM模块向指定手机号发送一条短信。结果显示,当温度超过设定温度时,指定手机会收到一条报警短信,提醒用户当前的温度超过了温度上限。通过与传统的温度检测系统作对比,系统能够得到较准确的温度检测值其测温误差能够控制在0.4以下,并且通过发送短信来对温度进行远程实时监测。     

基于TC35的远程温度监测报警系统

针对日常生活中因对温度变化的忽视引起的各种问题,提出一种对温度进行远程监测并短信通知用户的系统,以达到向用户进行温度报警的目的.系统主要由STC89C52单片机,液晶显示器1602,温度传感器DS18B20,TC35模块4大部分构成,首先通过温度传感器DS18B20采集当前环境温度,然后利用液晶显示器1602将当前温度显示出来,与此同时单片机判断当前温度值,当前温度超过温度上限值时,单片机控制GSM模块向指定手机号发送一条短信.结果显示,当温度超过设定温度时,指定手机会收到一条报警短信,提醒用户当前的温度超过了温度上限.通过与传统的温度检测系统作对比,系统能够得到较准确的温度检测值其测温误差能够控制在0.4以下,并且通过发送短信来对温度进行远程实时监测.     

基于卷积神经网络的ICESat-2光子点云去噪分类

ICESat-2（Ice, Cloud, and land Elevation Satellite-2）是美国NASA（National Aeronautics and Space Administration）在2018年发射的激光测高卫星,其上搭载的激光测高系统ATLAS（Advanced Topographic Laser Altimeter System）采用微脉冲多波束光子计数激光雷达系统,因其低能耗、高探测灵敏度、高重复频率的特性极大改善了沿轨采样密度,但也使获取的数据中包含大量的噪声,如何有效实现光子点云去噪分类成为后续应用的关键,也是当前研究的热点和难点,为此本文提出一种基于卷积神经网络的光子点云去噪和分类算法。首先将光子点云按照沿轨和高程方向划分格网,去除明显的噪声光子,并将每个粗信号光子点栅格化为影像;然后基于少量样本构建的卷积神经网络分类模型实现光子点云精去噪和分类;最后利用机载激光雷达数据进行验证,并与ATL08产品的去噪分类结果进行对比。结果表明,对于裸地和森林区域,卷积神经网络算法均能有效去除噪声光子,特别对于森林区域,可同时实现去噪和分类;其中,裸地区域地表计算的R²和RMSE分别为1.0和0.72 m,森林区域地表和树冠计算的R²分别为1.0和0.70, RMSE分别为1.11 m和4.99 m。本文利用深度学习算法实现光子点云去噪分类,在裸地和森林区域均取得了较好的结果,为后续光子点云数据处理提供了参考。