CN107797161A - 北斗扬尘监控终端 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种北斗扬尘监控终端，由天线模块、射频模块、信息处理板、传感器模块、太阳能供电模块组成，与现有技术相比，本发明具北斗卫星通信、定位、授时、扬尘浓度监测、噪声监测、气象监测、WIFI通信、GPRS通信、数据采集传输、数据远程监控为一体的北斗扬尘监控终端，可对现场扬尘的排放情况、噪声值及风速风向等指标进行实时在线监控。由于提供可选北斗短报文功能，能够做到报警信息全地域、无盲点上报。可广泛应用于城市工地、发电厂、大气环境、沙漠扬尘等监控领域。

Description

北斗扬尘监控终端
技术领域
本发明专利属于卫星导航***终端设备领域，涉及一种利用我国北斗卫星定位***的北斗扬尘监控终端。
背景技术
随着北斗卫星导航技术的发展，北斗终端设备也在往多功能，高精度，高集成等方向发展。现已广泛应用于导航、定位、应急指挥调度、作战演习等领域。
城市扬尘大部分来源于建筑工地，城市扬尘监控的实施有利于建筑工地环境空气质量和噪声污染的控制，摸清建筑施工扬尘污染底数，改善目前扬尘污染监管的薄弱状况；有利于建筑施工单位及时采取相应控制措施，改善和提高建筑施工区周边区域环境质量；有利于建立建筑工程的绿色施工工艺，从而提升现有建筑工程施工技术的绿色化水平。但目前市场上还没有集成北斗卫星通信、定位、授时、扬尘浓度监测、噪声监测、气象监测、WIFI通信、GPRS通信、数据采集传输、数据远程监控为一体的北斗扬尘监控终端。
所以，为了满足对扬尘控制的需求，设计制作了北斗扬尘监控终端。
发明内容
本发明专利的目的在于对现有技术存在的问题加以解决，提供一种融合北斗卫星通信、定位、授时、扬尘浓度监测、噪声监测、气象监测、WIFI通信、GPRS通信、数据采集传输、数据远程监控为一体的北斗扬尘监控终端。
为实现上述发明目的而采用的技术解决方案是这样的：所提供的北斗扬尘监控终端由天线模块（1）、射频模块（2）、信息处理板（3）、传感器模块（4）、太阳能供电模块（5）组成。天线模块（1）的输出/输入端与主机射频模块（2）的输入/输出端相连，射频模块（2）的输出/输入端与信息处理板（3）的输入/输出端相连，传感器模块（4）的输出/输入端与信息处理板（3）的输入/输出端相连，太阳能供电模块（5）的输出与信息处理板（3）的输入相连，该北斗扬尘监控终端中信息处理板是实现北斗扬尘监控终端的核心模块。
本发明专利技术方案的实现还在于：北斗扬尘监控终端中的天线模块（1）的输出/输入端与射频模块（2）的输入/输出端相连，同时天线模块（1）的输出端与信息处理板（3）的输入端相连。
本发明专利技术方案的实现还在于：北斗扬尘监控终端中的信息处理板（3）由B1/L1模块（31）、ARM（32）、WIFI模块（33）、GPRS模块（34）组成， B1/L1模块（31）与ARM（32）相连，WIFI模块（33）与ARM（32）相连，GPRS模块（34）与ARM（32）相连，信息处理板（3）输出串口信息。
本发明专利技术方案的实现还在于：北斗扬尘监控终端中的传感器模块（4）由扬尘传感器（41）、噪声传感器（42）、风向传感器（43）、风速传感器（44）和温湿度传感器（45）组成，扬尘传感器（41）、噪声传感器（42）、风向传感器（43）、风速传感器（44）和温湿度传感器（45）分别与信息处理板（3）相连。
本发明专利技术方案的实现还在于：北斗扬尘监控终端中的太阳能供电模块（4）由太阳能电池板（51）、蓄电池（52）和电源控制器（53）组成，太阳能电池板（51）和蓄电池（52）分别和电源控制器（53）相连，电源控制器（53）向信息处理板（3）供电。
本发明专利所述北斗扬尘监控终端的工作流程分为数据的采集和发送两部分。
一、数据的采集过程
数据的采集过程是指将扬尘、噪声和气象数据采集到信息处理板，信息处理板处理板对数据进行解析，然后重新进行编码并存储。
二、数据的发送过程
信息处理板中的ARM将需要发射的数据送往射频模块，射频模块将信号发射出去。同时经GPRS模块将数据发送出去。
本发明专利在北斗扬尘监控终端的设计中，采用了下列方法：
1.北斗通信技术
北斗通信其实就是可以看做是现在人们平时用的“短信息”，可以发布140个字的信息，既能够定位，又能显示发布者的位置。另外，在海洋、沙漠和野外这些没有通信和网络的地方，可以定位自己的位置，并能够向外界发布数据信息。可以实现双向通信，提供的指挥端机可进行一点对多点的广播传输，为各种平台应用提供了极大便利。
北斗通信过程：
(1)北斗通信发送方首先将包含接收方ID号和通信内容的通信申请信号加密后通过卫星转发入站;
(2)地面中心站接收到通信申请信号后，经脱密和再加密后加入持续广播的出站广播电文中，经卫星广播给用户;
(3)接收方用户机接收出站信号，解调解密出站电文，完成一次通信。
与定位功能相似，北斗通信的传输时延约0.5秒，通讯的最高频度也是1秒1次。
2.Nb-Iot技术
Nb-Iot技术是一种新的窄带蜂窝通信LPWAN(低功耗广域网)技术,其具有强链接、高覆盖、低功耗等特点，我们在每个监测点将监测的数据通过先进的NB-IOT网络对接到一个统一的平台上。一旦有谁在制造污染，立即通过NB-IOT网络实时的上报到业务平台；业务平台根据相关的处理规则进行处理，及时的向相关的人员发送出告警;在业务平台上部署有搜索引擎、图像分析引擎、位置分析引擎、跨媒体分析引擎，采用先进的HDFS，大数据分析算法，分布式的处理架构，处理能力快，容量大，分析准确，智能化程度高。准确及时的完成数据处理分析，并快速的向相关人群发出告警信息。
综合采用上述设计结构和方法后，即可使北斗扬尘监控终端做到了信息全地域、无盲点、实时监控污染，可广泛应用于城市工地、发电厂、大气环境、沙漠扬尘等监控领域。
附图说明
图1 为该北斗扬尘监控终端的原理结构示意图。
图2 为图1 中信息处理板部分的结构示意图。
图3 为图1 中传感器模块部分的结构示意图。
图4 为图1 中太阳能供电模块部分的结构示意图。
附图中各标号名称分别为：1-天线模块，2-射频模块型号为RXM7601，3-信息处理板， 4-传感器模块，太阳能供电模块（5），31- B1/L1模块型号为ATGM332D，32-ARM型号为STM32F427，33-WIFI模块型号为ESP8266，34-GPRS模块型号BC95，41-扬尘传感器，42-噪声传感器，43-风向传感器，44-风速传感器，45-温湿度传感器，51-太阳能电池板，52-蓄电池，53-电源控制器。
具体实施方式
以下将结合附图和实施例对本发明专利内容做进一步说明，但本发明专利的实际制作结构并不仅限于下述的实施例。
参见图1，本发明专利所述的北斗扬尘监控终端由天线模块（1）、射频模块（2）、信息处理板（3）、传感器模块（4）、太阳能供电模块（5）组成，天线模块（1）的输出/输入端与主机射频模块（2）的输入/输出端相连，射频模块（2）的输出/输入端与信息处理板（3）的输入/输出端相连，传感器模块（4）的输出/输入端与信息处理板（3）的输入/输出端相连，太阳能供电模块（5）的输出与信息处理板（3）的输入相连。
在图2给出的实施例结构中，信息处理板（3）由B1/L1模块型号为ATGM332D（31）、ARM型号为STM32F427（32）、WIFI模块型号为ESP8266（33）、GPRS模块型号为BC95（34）组成，B1/L1模块型号为ATGM332D（31）与ARM型号为STM32F427（32）相连，WIFI模块型号为ESP8266（33）与ARM型号为STM32F427（32）相连，GPRS模块型号BC95（34）与ARM型号为STM32F427（32）相连，信息处理板（3）输出串口信息。
在图3给出的实施例结构中，传感器模块（4）由扬尘传感器型号为PH-PM（41）、噪声传感器（42）型号为PHZ、风向传感器型号为PHWD（43）、风速传感器型号为PHWS（44）和温湿度传感器型号为PHQ（45）组成，扬尘传感器型号为PH-PM（41）、噪声传感器（42）型号为PHZ、风向传感器型号为PHWD（43）、风速传感器型号为PHWS（44）和温湿度传感器型号为PHQ（45）分别与信息处理板（3）相连。
在图4给出的实施例结构中，太阳能供电模块（5）由太阳能电池板（51）、蓄电池（52）和电源控制器（53）组成，太阳能电池板（51）和蓄电池（52）分别和电源控制器（53）相连，电源控制器（53）向信息处理板（3）供电。

Claims (5)

1.一种北斗扬尘监控终端，其特征在于由天线模块（1）、射频模块（2）、信息处理板（3）、传感器模块（4）、太阳能供电模块（5）组成，天线模块（1）的输出/输入端与主机射频模块（2）的输入/输出端相连，射频模块（2）的输出/输入端与信息处理板（3）的输入/输出端相连，传感器模块（4）的输出/输入端与信息处理板（3）的输入/输出端相连，太阳能供电模块（5）的输出与信息处理板（3）的输入相连。
2.根据权利要求1所述的北斗扬尘监控终端，其特征在于天线模块（1）的输出/输入端与射频模块（2）的输入/输出端相连，同时天线模块（1）的输出端与信息处理板（3）的输入端相连。
3.根据权利要求1所述的北斗扬尘监控终端，其特征在于信息处理板（3）由B1/L1模块（31）、ARM（32）、WIFI模块（33）、GPRS模块（34）组成， B1/L1模块（31）与ARM（32）相连，WIFI模块（33）与ARM（32）相连，GPRS模块（34）与ARM（32）相连，信息处理板（3）输出串口信息。
4.根据权利要求1 所述的北斗扬尘监控终端，其特征在于传感器模块（4）由扬尘传感器（41）、噪声传感器（42）、风向传感器（43）、风速传感器（44）和温湿度传感器（45）组成，扬尘传感器（41）、噪声传感器（42）、风向传感器（43）、风速传感器（44）和温湿度传感器（45）分别与信息处理板（3）相连。
5.根据权利要求1 所述的北斗扬尘监控终端，其特征在于太阳能供电模块（5）由太阳能电池板（51）、蓄电池（52）和电源控制器（53）组成，太阳能电池板（51）和蓄电池（52）分别和电源控制器（53）相连，电源控制器（53）向信息处理板（3）供电。
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