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城市开放水体智能测试与规划系统
来源:电子产品世界  时间:2014-12-01
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  一、项目介绍

  –将伽利略主板作为控制核心,控制城市开放水体循迹数据采集,充分利用Quark卓越的处理能力完成摄像头、听筒传入的音视频编码,并通过3G/4G/LTE模板传递到云服务器,并以此为基础在平板电脑或手机回放历时视频和数据,供用户监控和延演至环保、执法、规划部门。

    

 

  –系统主要由以下构成:

  • 伽利略主板

  • L293d电机扩展板(控制电机、摄像云台与舵机)

  • 3G/4G/LTE回传,GPS/BD定位,,

  • 云端数据存储与回放服务,

  • APP客户端

  –研发目的:让城市的人类完成对身边水体的监控,听到水花的声音,再配上优美的音乐,享受自然赋与的美好世界

  开发者个人情况

  Android手机开发4年,Arduino开发3年,主要关注生态物联网

  二、英特尔Galileo开发板设计应用

  开发环境:INTEL GALILEO Arduino/YOCTO

  伽利略/SBS 开发板在项目里面起到了什么作用:

  将伽利略主板作为控制核心,控制城市开放水体循迹数据采集,充分利用Quark卓越的处理能力完成摄像头、听筒传入的音视频编码,并通过3G/4G/LTE模板传递到云服务器,并以此为基础在平板电脑或手机回放历时视频和数据,供用户监控和延演至环保、执法、规划部门。

  相关知识配套:

  1. 智慧城市项目--20140821

  2. 网格化管理和信息距离理论—城市电子政务流程管理Griddization Management DIT Theory e-Government--3.水污染-污染企业如何污染--20140918

  4. 重庆巫山被污染水库水体--2吨石灰粉、20吨聚合氯化铝、5吨聚丙烯酰胺,

  5. 温州“血河”水检未发现有毒物质 污染物不明

  6. 浙江兰溪千余名干部横渡兰江试水质

  7. 河北保定环城水系现大片死鱼 河道臭气难忍

  8. 污水水质测定-标准语方法--20141007

  9. 重庆大学研发微型光谱仪 http://www.54pc.com/Article/articInfo_19006.htm

  重庆大学微系统研究中心主任温志渝,带领他的研发团队,经过16年的潜心研究,发明了一款微型光谱仪。据悉,该项发明获得了重庆市2011科技奖励技术发明一等奖。

  该光谱仪只有手们般大小,携带方便。只需要几分钟,就可以详细地分析出牛奶、果蔬等各种物质中的成分,价格便宜,适合普通家庭拥有,市民们在超市、商场或农贸市场购物时,随身带上这个光谱仪,就可以买到放心的食品,确保食品安全。

  据温主任介绍,光谱仪是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器,它可以定性定量的检测各种物质主要成分和元素,被广泛地应用于空气污染、水污染、食品卫生、金属工业等的检测中。不过目前的光谱仪体积大、价格昂贵,仪器使用环境要求高,不能进行及时的检测,对普通市民来说并不适用。

  而他们新研发出来的微型光谱仪,最大的一个优点就是携带方便,并且可以像U盘一样装入其他仪器中,进行多种检测。比如在环境检测方面,微型光谱仪可以装入监测设备中,实时对环境、水质等污染情况进行检测;在医疗检测方面,可以制成微型生化快速检测仪,在发生地震、火灾等急救情况下,可以一次做7个生命体征检测,为患者抢救提供及时可靠的数据。

  另一个非常显著的优点是,检测速度非常快。只需将被检测的物质放入机器,检测结果几分钟后就可以出来。市民在 购买食品时,如果发现问题食品,现场就能直接进行检测,迅速得出结果,不用再经历抽样、带回检测中心、检测、出结果的漫长过程。

  第三个优点是价格便宜,普及率高。传统的一台光谱仪价格至少数万元,而微型光谱仪只需要几千元。超市、食品

  销售单位都能装上一台微型光谱仪,让市民对所购食品看得明明白白。市民在经济条件允许的情况下,自己也可以配备一台,方便自己购物。

  我国的光谱仪现在主要还是依靠从国外进口,而重庆大学微系统研究中心发明的这款微型光谱仪,填补了国内在这一领域的一项空白。目前还需对研究成果进行进一步优化,然后便可与生产厂家合作,让研究成果尽早上市,为市民生活提供更优质的服务。

  随着中国城镇化进程加快,大小城镇开发面积加大,城市不得不包纳周边水系,而智慧城市概念的不断深入,也对管理和采集城市基础数据提出了更高的要求。现设计可实现分段定位自动数据采集,规划成网格化城市管理的一部分。

  INTEL-伽利略开发--城市开放水体智能测试与规划系统 ,到20141030算一个阶梯,20141018中科院徐泽同研究员就三峡上游水文水利项目访问我校,并规划做长江上游水系水质分段循迹式式监控。徐老对遥控循迹实现信号采集表达了浓厚兴趣并做了深入了解。

  三、项目点评

  开发难度:开发难度适中,用伽利略开发板配合电脑客户端实现视频的采集和回传,云台电机的控制。

  创新性:选题新颖,水是生命之源,随着工业的发展,环境污染严峻,使得对身边的水质监控成为必然。

  可发展性:饮用水安全是全球重视的问题,前景很广。

  实用性:实用性不太强,监测水流的声音没有实际意义,应该监测水质。

  四、项目图片

  ■ 没有收到RS232奇葩线,自己DIY了

    

 

  ■ 没有收到无线网卡,网购INTEL wifi N135 PCI-E 半高150M无线+蓝牙4.0二合一无线网卡 20140815 下单20140817到货

    

 

  ■ 及时完成

  项目过程具体描述:

  ■ 动力结构部分搭建

  原计划做水面轮浆驱动,所以先连接L293N尝试驱动双5V直流电机,缺AVR/IO.H,,正在找X86的IO.H

    

 

    

 

  尝试单电机结构

    

 

  尝试四轴空气动力驱动

    

 

    

 

  尝试四轴空气动力陆水空三栖驱动

    

 

    

 

    

 

  这个技术思路暂时无法实现,原因是四轴的前进需要提升尾部-产生垂直角的夹角的前向分解里,而地面的三个轮子是水平的,需要承担几乎全系统一半重量。将来可以把轮子装上可以液压升降的部件完成。最后,只好,,,尝试双浆空气动力-借鉴宜城老张思路(阶梯结构最终版!)这个也许能改良为鹞式飞机模拟!

    

 

  ■ 硬件选型连接

  1. 电源-最终使用2200mAH25C11.1V航模锂电池,用分线板接5V稳压供电。

    

 

  2. ARDUINO传感器接口扩展板:淘宝价低到11元了,注意GALILEO的串口和这个TxRx共用端口的。这个板最后用D10D11输出双路PWM控制2216电机,D2采集温度,D3-D9备用,D0D1接蓝牙模块。

    

 

  

  

  3. 3G/4G/LTE选用华为EM820U。

    

 

  配PCIE转USB模块提供USIM卡接口。

    

 

  4. USB摄像头选罗技C270--要改短线

    

 

  5. ESC电调

    

 

    6. 无刷电机

    

 

  7. 1047浆

    

 

  8. 温度传感DS18B20

    

 

  9. PH值探头瑞士梅特勒PH电极LE407

    

 

  10. 其它结构件为手工DIY

  ■ 软件调试连接

  1. 华为3G模块EM770W在LINUX 下的驱动--20140818(最后模块换为华为EM820U 4G模块,但没传出超过300KB/s的速度,被坑DIE)

  2. Linux主机yocto环境搭建--20140818(产生镜像失败,尝试了6次,编译时间太长,晚上虚拟机环境崩溃)

  3. 感谢南京CAOTENG的IMG--20140822:解决了apt-get安装程序的问题,蓝牙连通,后面的测试控制都用手机蓝牙对

  4. 回传界面控制

  5.系统数据可以对接YEELINK、乐联网、机智云通道,我这里也在组织学生搭建PHP数据和媒体存放平台。

    

 

  • 开发板申请帖链接:http://bbsquark.eepw.com.cn/thread/251/1

  • 开发笔记链接:http://bbsquark.eepw.com.cn/thread/124/1