环境监测中无线传感器网络地面遥感新技术

最近国际上蓬勃发展起来一个新交叉科学领域——无线传感器网络技术。本文首先介绍了无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）技术,它是遥感技术的拓展而且两者互为支撑。然后介绍了无线传感器网络技术的潜在应用领域及其在地学应用中的国际发展趋势,提出了无线传感器网络技术应用到环境领域的基本问题,建议在地球观测领域发展无线传感器网络技术。最后介绍了无线传感器网络技术在环境监测中的几个设想。     

基于Atmega16的多点温湿度测控系统设计

介绍了基于Atmega16单片机为检测和控制核心,并同多个数字温度传感器DS18B20及模拟湿度传感器HS1101构成温度与湿度的测控系统.给出了系统的总体设计方案、硬件设计及软件框图.所设计的粮情测控系统具有优良的性价比,通过系统软硬件的联合调试说明,该系统可以满足对温湿度及烟雾进行实时监控的需要,具有稳定性好、精度高等特点,有一定的应用价值.     

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.     

物理海洋传感器现状及未来发展趋势

文中对目前我国物理海洋要素观测传感器技术发展现状进行了分析。在国家科技计划支持下,我国的物理海洋观测传感器技术取得了快速发展,但与国际上先进的传感器技术水平相比,国内具有自主知识产权的传感器仍有较大差距。随着未来海洋观测需求的不断发展,小型、轻重量、低功耗、高精度、高灵敏、智能化新型传感器必将是今后5~10年研究与开发的重点。     

海洋生态环境监测传感器的应用与发展

受人类活动的影响,海洋污染日益严重。我国海岸带、河口和海湾生态系统均受到了不同程度的破坏。海洋生态环境监测传感器的应用可实现实时海洋环境的监测和快速预警,对于预防海洋灾害、调节海洋经济发展与环境之间的矛盾有重要意义。文中归纳了海洋生态环境类传感器所应用的分析检测技术,总结了目前所研发的各类海洋生态环境传感器,预测了传感器的发展趋势,并对我国未来传感器的研究工作提出了建议。     

轨道扣件病害自动化检测研究及应用

传统扣件检查基本采用人工检查方式,不仅工作效率低、劳动强度大,而且人为干扰因素多、检查采样率低。针对以上问题,本文提出了一种基于线结构光传感器的轨道扣件损伤和松动检测方法,并开发了轨道扣件智能监测系统以实现扣件病害自动检测。最终将研究成果应用于徐州市某地铁区间轨道扣件检测,验证了该方法的可行性和准确率,为地铁轨道扣件检查提供了新方法。     

气象无线传感网观测节点的设计与实现

针对传统自动气象站对电力和通讯基础设施依赖性强,应用环境受到限制的问题,设计并实现了一种基于无线传感器网络的气象观测节点。气象观测节点的硬件系统以CC2530芯片为核心,使用锂电池供电,通过模拟和数字接口连接气象传感器,射频部分工作在2.4 GHz。软件系统以TinyOS操作系统为基础,开发了基于LEPS协议的多跳路由协议和气象传感器驱动程序。在野外环境中对气象观测节点的功耗、通信距离、传感器及组网性能进行了测试。测试结果表明,气象观测节点在没有电力和通信基础设施的环境中能够形成一个稳定的多跳自组织数据采集与传输网络,适合在高山、海岛、沙漠等艰苦地区进行部署和应用。     

太阳目标哈特曼波前探测研究

分别对Hinode光学望远镜SOT观测太阳黑子的本影和半影图像以及太阳米粒组织图像进行了空间频谱计算和相关计算,分析了太阳不同结构区域图像的时域和空域特性对哈特曼波前探测精度的影响。计算和分析结果表明,在子孔径波面倾斜小于0.25″情况下,米粒组织图像采样时间在2 min内、本影和半影采样时间在4 min内,对子孔径波面倾斜探测精度的影响极小;并且由太阳目标特性引起的哈特曼波面探测误差随波面畸变量的增大而增大。这些研究结果可为太阳望远镜哈特曼波前探测器研制和应用提供依据和参考。     

Sheath effects on DEMETER ion drift measurements

The “Instrument d’Analyse du Plasma” on DEMETER includes an ion drift meter used to measure the direction of the incoming ram plasma ( [Berthelier et al., 2006a] and [Berthelier et al., 2006b]). Given the velocity of the satellite, and expected flow velocities of plasma along DEMETER's orbit, it is estimated that at mid latitudes, the direction of incident plasma as measured by IAP should be within approximately 2° of the ram direction. Yet, significantly larger angular deviations are measured routinely. An important assumption made in the interpretation of onboard instruments, such as IAP, is that neither the spacecraft nor the instrument significantly perturb the plasma that is being measured. In view of the large observed angular deviations, this paper examines the possible effect of the electrostatic sheath surrounding IAP. This is done with the 3D PIC simulation code PTetra. The model uses a full 3D particle in cell code with unstructured tetrahedral mesh capable of accurately representing the satellite geometry. The mesh is also adaptive so as to provide a fine spatial resolution in the vicinity of the particle sensor where it is needed, and a coarse resolution in regions where plasma parameters vary over a longer scale length. Calculation results show that while particle deflection associated with the electrostatic sheath near IAP can account for appreciable angular deflections for representative ionospheric plasmas, they are typically smaller than the ones observed. Additionally, the model is unable to reproduce the latitudinal dependence of the observed large deflection angles. It is concluded that sheath effects may cause appreciable distortions on the IAP type of ion flow meter instruments, and on other particle sensors in general. The larger observed deviations and their latitudinal dependence, however, must be attributable to other physical processes not accounted for in the model.     

GS-1型滑坡光纤多参数监测系统的研究

开发一种自动化地质灾害滑坡光纤多参数监测系统,采用基于光纤光栅的反射中心波长随光纤光栅所受的应变或温度的改变产生移动,其波长移动量的多少直接反映应变或温度变化大小的工作原理。利用光纤光栅封装结构的变化,实现应变、应力、压力、温度、位移、振动等多种参量的测试;对多个光纤光栅的中心波长进行排布上的设计,则实现多点的准分布式测量,推动地质灾害监测技术的进步。