CN202631644U - 移动式电磁环境监测*** - Google Patents

移动式电磁环境监测*** Download PDF

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CN202631644U CN 201120507570 CN201120507570U CN202631644U CN 202631644 U CN202631644 U CN 202631644U CN 201120507570 CN201120507570 CN 201120507570 CN 201120507570 U CN201120507570 U CN 201120507570U CN 202631644 U CN202631644 U CN 202631644U
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代合鹏
郑箘
宗原
闫国玉
于然
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Abstract

本实用新型公开了一种移动式电磁环境监测***，包括车载计算机、中心服务计算机、宽带天线、射频接收机、GPS接收器、移动载体、车载GPRS模块和服务端GPRS模块；车载计算机、宽带天线、射频接收机、GPS接收器、移动载体、车载GPRS模块构成移动测试端；移动测试端动态采集测试点的电磁环境辐射数据，并通过服务端GPRS模块上传至中心服务计算机，中心服务计算机根据电磁环境辐射数据获取电磁环境监测与分析结果，并实时显示。本实用新型实现了空间电磁环境的动态测定、分析处理和实时显示，为治理电磁环境提供技术支持，便于对电磁环境做出科学评估，为城市的电磁环境治理提供科学依据。

Description

移动式电磁环境监测***
技术领域
本实用新型涉及一种对电磁环境进行监测的***，特别是指一种基于GIS(Geographical Information System)地理信息***、GPS(Global PositionSystem)全球定位***和GPRS(General Packet Radio Service)无线网络技术的移动式电磁环境监测***。
背景技术
空间电磁环境的形成主要有两种，一是自然界的电磁辐射，它是由电噪声、太阳和外层空间的宇宙噪声和摩擦充放电噪声引起的，其中主要是天电噪声；二是由用频设备的操作带来的电磁辐射，如高压送变电***，电力机车，高频感应炉，微波治疗仪，广播电视发射塔，移动通信基站等。
随着科学技术的进步，各种电子电气设备在给人们带来生活便利的同时，也大大增加了环境中的电磁辐射能密度，由此产生的危害也日益严重。早在20世纪40年代，科学家己经发现了电磁辐射对人体健康的影响和对电子设备的干扰，多年研究成果表明，其危害主要表现为健康效应、电磁干扰及引燃引爆作用。因此，电磁环境的质量情况已引起世界各国及有关学术组织的普遍关注，正在为公众所认识。
但是过去的电磁环境测量主要是针对一些固定台站和固定点位的测量，是针对电磁兼容的测量。此外，在一般电磁环境测量大多采用平均方格法布点，将待测区域平均划分为1×1的方格形子区，原则上选每个方格中心点作为监测点。这种方法的主要缺点在于：①监测点太多，工作量太大；②所选的监测点，大多数没有代表性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种移动式电磁环境监测***，用于解决现有技术中监测时监测点太多，工作量太大以及所选的监测点，大多数没有代表性，从而无法实现对电磁环境做出科学评估的问题。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种移动式电磁环境监测***，包括车载计算机、中心服务计算机，其特征在于，还包括：宽带天线、射频接收机、GPS接收器、移动载体、车载GPRS模块和服务端GPRS模块；所述车载计算机还包括监测与分析模块、电磁环境数据库；
所述宽带天线安装在所述射频接收机上；所述射频接收机、所述GPS接收器、所述车载GPRS模块与所述车载计算机连接，并安装在所述移动载体上；所述中心服务计算机与所述服务端GPRS模块连接；所述车载GPRS模块与所述服务端GPRS模块之间采用无线方式实现信息通讯；
所述车载计算机、所述宽带天线、所述射频接收机、所述GPS接收器、所述移动载体、所述车载GPRS模块构成移动测试端；
该移动测试端动态采集测试点的电磁环境辐射数据，并通过所述服务端GPRS模块上传至所述中心服务计算机，所述中心服务计算机根据所述电磁环境辐射数据获取电磁环境监测与分析结果，并实时显示。
所述的移动式电磁环境监测***，其中，所述宽带天线采集测试点的电磁信号，并传送至所述射频接收机，所述射频接收机对该电磁信号进行处理，获得测试点的电场强度信息，并输出至所述监测与分析模块。
所述的移动式电磁环境监测***，其中，所述车载计算机、所述中心服务计算机均存储有地理信息***GIS。
所述的移动式电磁环境监测***，其中，所述车载计算机通过所述监测与分析模块发出频段指令给所述射频接收机进行远程工作模式监控。
所述的移动式电磁环境监测***，其中，所述车载计算机通过所述监测与分析模块对从所述射频接收机接收的测试点的电场强度信息，从所述GPS接收器接收的地理位置信息以及从所述电磁环境数据库中提取的地图分布信息，按照电磁数据单元格式存储在所述电磁环境数据库，形成电磁辐射环境数据。
所述的移动式电磁环境监测***，其中，所述车载计算机通过所述监测与分析模块在由所述地理信息***GIS产生的电子地图与所述电磁辐射环境数据进行电磁辐射-电子地图的叠加，形成一层关于电磁场强分布的图层，以直观地反映综合场强及功率超标点信息。
所述的移动式电磁环境监测***，其中，所述电磁环境辐射数据包括电磁环境的频率、场强、功率。
所述的移动式电磁环境监测***，其中，所述车载计算机通过所述监测与分析模块对所述射频接收机所需的起止频率、扫瞄带宽、扫描时间、参考电平、测试点的地理位置坐标、温度、湿度中的一项或多项进行设置。
所述的移动式电磁环境监测***，其中，所述中心服务计算机将所存储的地理信息***GIS产生的电子地图信息与所述电磁环境辐射数据进行叠加，形成一层关于电磁场强分布的图层，以直观地反映综合场强及功率超标点信息。
所述的移动式电磁环境监测***，其中，所述电场强度信息为10～13.2范围内长中短波、超短波和微波三个频段的综合场强值。
与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果是：
本实用新型提出了一种基于3S技术的移动式电磁环境监测***，是将电磁环境测试***集成在移动载体内，结合GIS地理信息***、GPS全球定位***和GPRS无线网络等技术，实现空间电磁环境的动态测定、分析处理和实时显示，为治理电磁环境提供技术支持，便于对电磁环境做出科学评估，为城市的电磁环境治理提供科学依据。
本实用新型基于3S技术的移动式电磁环境监测***的优点：
1)通过移动式电磁环境监测***，结合地理信息***，建立电磁环境资源数据库，可以对电磁环境分析评估，最终实现对电磁环境资源的监测、规划和管理，即区域范围内电磁环境的实时监测和电子地图的可视化管理；
2)通过对城市居民电磁环境中单位面积高频辐射能量的计算，进行电磁辐射污染水平评估；此外为重要地点如雷达站、机场、火车站、医院、化工厂等的电磁环境进行实际测量、分析、处理和管理提供方便；尤其是把实际测量值与模拟值相对照，可帮助发现非法设台、擅自增大功率及互调干扰等情况，以排查存在干扰隐患的频率和台站；
3)通过电磁环境移动监测平台，人们可以便捷地了解身边的电磁环境质量，合理安排电子设备的使用，尽可能地降低电磁环境辐射污染，继而提高居住的环境质量，尽量减少由电磁辐射干扰所造成的损失。
附图说明
图1是本实用新型基于3S技术的移动式电磁环境监测***的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
如图1所示，是本实用新型基于3S技术的移动式电磁环境监测***的结构框图。
电磁环境监测***110除包括车载计算机100、中心服务计算机80之外，还包括宽带天线10、射频接收机20、GPS接收器30、监测与分析模块40、电磁环境数据库50、移动载体60、车载GPRS模块70和服务端GPRS模块90。
宽带天线10、射频接收机20、GPS接收器30、车载GPRS模块70和车载计算机100安装在移动载体60(即汽车)上。
宽带天线10安装在射频接收机20上。
射频接收机20、GPS接收器30和车载GPRS模块70与车载计算机100连接。
监测与分析模块40和电磁环境数据库50存储在车载计算机100中。
中心服务计算机80与服务端GPRS模块90连接。
车载GPRS模块70与服务端GPRS模块90之间采用无线方式实现信息通讯。
车载计算机100、宽带天线10、射频接收机20、GPS接收器30、移动载体60、车载GPRS模块70构成移动测试端，用于动态采集测试点的电磁环境辐射数据，并通过服务端GPRS模块90的无线交互上传至中心服务计算机80，中心服务计算机80根据电磁环境辐射数据获取电磁环境监测与分析的结果，并将该结果在GIS地理信息***上实时显示。
中心服务计算机80和服务端GPRS模块90构成数据中心服务器端，该数据中心服务器端留存的相关信息可以供多个部门借鉴、历史信息参考、或者查询等。
下面结合图1，对各模块进行描述如下：
(1)宽带天线10
在本实用新型中，宽带天线10用于采集测试点的电磁信号11。采用深航华界公司生产的AWC-428型全向宽带天线，它是一种超小型接收天线，适用于电磁监测***。它由天线、馈电器和微波柔软低损耗电缆等组成。它的特点是水平方向全向方向图，工作频带宽，灵敏度高，信号线性范围大，体积小，重量轻。
(2)射频接收机20
在本实用新型中，射频接收机20对从宽带天线10接收的电磁信号11进行处理，获得测试点的电场强度信息22，并输出至监测与分析模块40。
电场强度信息22可以是10～13.2范围内长中短波、超短波和微波三个频段的综合场强值。
射频接收机20采用中电集团四十一所生产的AV4033B接收机。AV4033B接收机具有灵敏度高、频带宽、动态范围大等特点，可方便地获得时域测量中不易得到的独特信息，如频谱纯度、信号失真、寄生、交调、噪声边带等各种参数。
(3)GPS接收器30
在本实用新型中，GPS接收器30用于获得测试点的地理位置信息31，并输出至监测与分析模块40。
GPS接收器30采用长天科技股份有限公司生产的Holux-213型GPS接收器。Holux-213型GPS接收器是一个完整的卫星定位接收机。内建卫星接收天线，并采用美国瑟孚(SiRF)公司所设计的第三代卫星定位接收芯片，具备全方位功能，能满足专业定位的严格要求与个人消费需求。适用范围从汽车导航、保全***、地图制作、各种调查到农业用途等。使用的基本需求只有适当的电源供应和面对天空。藉由RS-232或TTL兼容接口，与其它电子设备沟通，并以内建充电电池，储存卫星数据如卫星讯号状态、上次使用的最后位置、日期及时间。其耗电量低，且能同时追踪20颗定位卫星的讯号，每0.1秒接收一次，每秒更新一次定位信息。
(4)移动载体60
在本实用新型中，移动载体60主要用于装载移动测试端，同时将移动测试端进行移动，它可以是一辆汽车，或者能够带来移动测试端进行动态运行的一些装备。
(5)车载GPRS模块70和服务端GPRS模块90
在本实用新型中，车载GPRS模块70采用北京捷麦通信器材有限公司生产的G200型GPRS模块，该模块通过RS232/RS485/TTL与车载计算机100连接，接入***的GPRS网络，对测试点、测试时间、测试数量均没有限制，可以随时增减。可以满足山区、偏远地区和跨地区接入的需求。
(6)中心服务计算机80
在本实用新型中，中心服务计算机80与车载计算机100在硬件及操作***是相同的。中心服务计算机80与车载计算机100上均存储有地理信息***GIS，该地理信息***GIS能够产生电子地图信息，并与测试点的电磁环境辐射数据信息进行叠加，电磁环境辐射数据信息包括电磁环境的频率、场强、功率等数据信息。
中心服务计算机80一方面用于对车载计算机100输出的测得电磁环境辐射数据信息进行存储，另一方面应用地理信息***GIS产生的电子地图信息与所述的测得电磁环境辐射数据信息进行电磁辐射-电子地图的叠加，形成一层关于电磁场强分布的图层，将综合场强及功率超标点等重要信息直观地反映出来，见下表1所示。
表1
  测点序号TestID
  测试日期TestDate(年月日)
  测试时间TestTime(时分秒)
  测试人员UserName
  测试地点TestPlace
  测试类型TestType
  天线型号AntennaNO
  电缆型号CableNO
  天线高度AntHeight
  天线方向AntOrientation
  天线极化方向AntPolarization
  起始频率FA
  终止频率FB
  经度Longitude
  纬度Latitude
  高度Altitude
  温度Temperature
  湿度Humidity
  天气Weather
  长中短波综合场强LMHF
  超短波综合场强VHF
  微波综合场强UHF
  备注Remark
(7)车载计算机100
在本实用新型中，车载计算机100内存储有监测与分析模块40和电磁环境数据库50。
监测与分析模块40进行多个参数的设置，如射频接收机20的控制指令21(包括起止频率、扫瞄带宽、扫描时间、参考电平)，以及测试点的地理位置坐标、温度、湿度等信息中的一项或多项，综合分析当前测试点的电磁辐射环境数据信息。
车载计算机100对测试点的监控结果可以通过显示界面较为直观地观察到获得的相关数据信息。
车载计算机100的硬件最低配置为内存1.24GB，主频2GHz，硬盘20GB。操作***windows 2000/2003/XP。
在本实用新型中，车载计算机100通过监测与分析模块40第一方面发出频段指令21给射频接收机20进行远程工作模式监控；第二方面对从射频接收机20接收的测试点的电场强度信息22，从GPS接收器30接收地理位置信息31，以及从电磁环境数据库50中提取的地图分布信息51，按照电磁数据单元格式52(见上表1所示)存储在电磁环境数据库50，形成电磁辐射环境数据信息，同时将GIS地理信息***产生的电子地图信息与电磁辐射环境数据信息进行电磁辐射-电子地图的叠加，形成一层关于电磁场强分布的图层，以将综合场强及功率超标点等重要信息直观地反映出来；第三方面通过车载GPRS模块70将电磁辐射环境数据信息，回传至服务器端GPRS模块90，在中心服务计算机80上存储显示。
本实用新型提供了一种基于3S技术的移动式电磁环境监测***，是将电磁环境测试***集成在移动载体内，并结合GIS地理信息***、GPS全球定位***和GPRS无线网络技术，实现空间电磁环境的动态测定、分析处理和实时显示，为治理电磁环境提供技术支持。
本实用新型采用平均方格法使监控得到的测试点电磁场强度对应的电信号与GIS信息构成地理空间上的电磁环境数据，并将其保存在电磁环境数据库中。
本实用新型的监测***还能够方便地对空间电磁环境的测量和分析，以及数据处理及辐射点超标情况的显示、查询、管理和匹配电子地图的显示。
当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种移动式电磁环境监测***，包括车载计算机、中心服务计算机，其特征在于，还包括：宽带天线、射频接收机、GPS接收器、移动载体、车载GPRS模块和服务端GPRS模块；
所述宽带天线安装在所述射频接收机上；所述射频接收机、所述GPS接收器、所述车载GPRS模块与所述车载计算机连接，并安装在所述移动载体上；所述中心服务计算机与所述服务端GPRS模块连接；所述车载GPRS模块与所述服务端GPRS模块之间采用无线方式实现信息通讯；
所述车载计算机、所述宽带天线、所述射频接收机、所述GPS接收器、所述移动载体、所述车载GPRS模块构成移动测试端；
该移动测试端动态采集测试点的电磁环境辐射数据，并通过所述服务端GPRS模块上传至所述中心服务计算机，所述中心服务计算机根据所述电磁环境辐射数据获取电磁环境监测与分析结果，并实时显示。
2.根据权利要求1所述的移动式电磁环境监测***，其特征在于，所述宽带天线采集测试点的电磁信号，并传送至所述射频接收机，所述射频接收机对该电磁信号进行处理，获得测试点的电场强度信息，并输出至所述车载计算机。
3.根据权利要求2所述的移动式电磁环境监测***，其特征在于，所述车载计算机、所述中心服务计算机均存储有地理信息***GIS。
4.根据权利要求2或3所述的移动式电磁环境监测***，其特征在于，所述电场强度信息为10～13.2范围内长中短波、超短波和微波三个频段的综合场强值。 
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