CN204115771U - 磷矿山生态系统演化过程多尺度模拟与健康评定系统 - Google Patents

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赖小莹
刘高峰
刘钢
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Abstract

本实用新型涉及一种磷矿山生态系统演化过程多尺度模拟与健康评定系统，包括：分布于矿区内的若干数据采集装置，以及各数据采集装置的监控主机；本实用新型通过用于采集环境数据的传感器组对矿区的空气、土壤等参数进行实时监测，并通过相应的无线模块将数据发送至监控主机以进行数据汇总；各数据采集装置分布式放置于矿区内，通过GPS模块确定放置区的坐标位置，实现该坐标位置的环境数据检测，为后续的磷矿山生态系统演化过程多尺度模拟与健康评定提供准确、实时的数据分析。

Description

磷矿山生态系统演化过程多尺度模拟与健康评定系统
技术领域
本实用新型涉及环境监测领域，尤其涉及一种针对磷矿山生态系统的多尺度模拟与健康评定系统。
背景技术
磷矿是一种不可再生的资源。过去，磷矿资源的开发和利用曾遭受严重破坏和浪费，而且在开采过程中对矿区及周围的生态环境造成了严重的污染和破坏。若不对矿区周边的环境数据进行监控，只进行盲目开采的话，对当地的环境造成不可逆转的破坏。
因此，需要涉及一种针对磷矿山生态系统的多尺度模拟与健康评定系统，则该系统的核心之处需要涉及到对矿区周边的环境数据进行实时采集。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种磷矿山生态系统演化过程多尺度模拟与健康评定系统，以解决对矿区周边的环境数据进行实时采集的技术问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种磷矿山生态系统演化过程多尺度模拟与健康评定系统，包括：分布于矿区内的若干数据采集装置，以及各数据采集装置的监控主机；所述数据采集装置包括：GPS模块和用于采集环境数据的传感器组，所述GPS模块与处理器通过串口相连，所述传感器组中各传感器通过多路模拟开关与一调整电路模块相连，且该调整电路模块的输出端与AD模块相连，该AD模块的输出端与所述处理器模块的信号采集端相连，所述处理器模块还与一从无线模块相连； 所述监控主机适于通过内设的主无线模块与各数据采集装置相连。
优选的，为了丰富检测数据，兼顾空气质量和土壤PH值检测，所述传感器组包括：PM2.5传感器、温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、土壤PH检测传感器，所述各传感器的输出端分别与多路模拟开关的各输入端相连。
优选的，为了提高调整电路模块的通用性，使对外部多种电压范围的数据均能进行调理，所述调整电路模块包括：第一、第二通道单元，通道选择单元，所述通道选择单元包括：比较器，该比较器的同相端作为调整电路模块的输入端，反相端接入一基准电压，该比较器的输出端分别与NPN三极管、PNP三极管的基极相连，所述NPN三极管的集电极、PNP三极管的发射极分别与电源端相连，所述NPN三极管的发射极、PNP三极管的集电极分别与第一通道单元、第二通道单元的供电端相连；所述比较器的同相端还分别与第一、第二通道单元的输入端相连，第一通道单元包括：用于对输入信号进行降压的分压电路，分压电路的输出端与第一电压跟随器的输入端相连；第二通道单元包括：第二电压跟随器，所述第一、第二电压跟随器的输出端相连作为调整电路模块的信号输出端。
可选的，所述主无线模块、从无线模块采用ZigBee无线模块。
可选的，所述数据采集装置包括：适于提供数据采集装置供电的太阳能供电模块，该太阳能供电模块包括：太阳能光伏板和蓄电池，以及与该太阳能光伏板相连的适于控制所述蓄电池充放电的充放电控制器，该充放电控制器的输出端作为所述数据采集装置的供电端。
本实用新型的有益效果是，本实用新型通过用于采集环境数据的传感器组对矿区的空气、土壤等参数进行实时监测，并通过相应的无线模块将数据发送至监控主机以进行数据汇总；各数据采集装置分布式放置于矿区内，通过GPS模块确定放置区的坐标位置，实现该坐标位置的环境数据检测，为后续的磷矿山生态系统演化过程多尺度模拟与健康评定提供准确、实时的数据分析。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1示出了磷矿山生态系统演化过程多尺度模拟与健康评定系统中的数据采集装置的原理框图；
图2示出了调整电路模块的原理框图；
图3示出了通道选择单元的原理框图；
图4示出了太阳能供电模块的原理框图。
图中：比较器U1A、NPN三极管T1、PNP三极管T2、第一集成运算放大器U1A、第二集成运算放大器U1B、第三集成运算放大器U1C。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
图1示出了磷矿山生态系统演化过程多尺度模拟与健康评定系统中的数据采集装置的原理框图。
如图1所示，一种磷矿山生态系统演化过程多尺度模拟与健康评定系统，包括：分布于矿区内的若干数据采集装置，以及各数据采集装置的监控主机；所述数据采集装置包括：GPS模块和用于采集环境数据的传感器组，所述GPS模块与处理器通过串口相连，所述传感器组中各传感器通过多路模拟开关与一调整电路模块相连，且该调整电路模块的输出端与AD模块相连，该AD模块的输出端与所述处理器模块的信号采集端相连，所述处理器模块还与一从无线模块相连； 所述监控主机适于通过内设的主无线模块与各数据采集装置相连。所述处理器模块例如但不限于采用51系列单片机、嵌入式S3C2440处理器。
本实用新型通过用于采集环境数据的传感器组对矿区的空气、土壤等参数进行实时监测，并通过相应的无线模块将数据发送至监控主机以进行数据汇总；各数据采集装置分布式放置于矿区内，通过GPS模块确定放置区的坐标位置，实现该坐标位置的环境数据检测，为后续的磷矿山生态系统演化过程多尺度模拟与健康评定提供准确、实时的数据分析。
可选的，所述主无线模块、从无线模块采用ZigBee无线模块。该ZigBee无线模块可以采用CC2530芯片。
所述传感器组包括：PM2.5传感器、温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、土壤PH检测传感器，所述各传感器的输出端分别与多路模拟开关的各输入端相连。所述PM2.5传感例如但不限于采用夏普的GP2Y1010AU0F微尘传感器，所述空气质量传感器采用MQ135传感器。
图2示出了调整电路模块的原理框图。
图3示出了通道选择单元的原理框图。
如图2和图3所示，
所述调整电路模块包括：第一、第二通道单元，通道选择单元，所述通道选择单元包括：比较器U1A，该比较器U1A的同相端作为调整电路模块的输入端，反相端接入一基准电压，该比较器的输出端分别与NPN三极管T1、PNP三极管T2的基极相连，所述NPN三极管T1的集电极、PNP三极管T2的发射极分别与电源端相连，所述NPN三极管T1的发射极、PNP三极管T2的集电极分别与第一通道单元、第二通道单元的供电端相连；所述比较器U1A的同相端还分别与第一、第二通道单元的输入端相连，第一通道单元包括：用于对输入信号进行降压的分压电路，分压电路的输出端与第一电压跟随器的输入端相连；第二通道单元包括：第二电压跟随器，所述第一、第二电压跟随器的输出端相连作为调整电路模块的信号输出端。
其中，所述分压电路通过电阻R2和电阻R3串联构成，电阻R2的一端接入输入信号ui，电阻R2的另一端与电阻R3的一端相连，并作为所述分压电路的输出端，且电阻R2或者电阻R3可以采用可调电位器（多圈电位器）对其输出电压进行调节。
所述比较器和第一、第二电压跟随器分别采用第一集成运算放大器U1A、第二集成运算放大器U1B、第三集成运算放大器U1C。
所述调整电路模块的工作原理是，通过基准电压与输入信号ui进行比较，例如基准电压采用5V，即，输入信号ui范围大于5V，则通过第一通道单元降低电压值，即通过分压电路调整到5V范围之内，经过第一电压跟随器后接入AD模块，若输入信号ui范围小于5V，则直接通过第二通道中的第一电压跟随器进行AD模块，因此，本调整电路模块能够对大于或小于基准电压的输入信号均能进行调理，提高了调整电路模块的通用性。由于分压电阻对信号的处理是线性的，因此，信号处理不会失真，并且提高了信号的稳定性。
图4示出了太阳能供电模块的原理框图。
如图4所示，所述数据采集装置包括：适于提供数据采集装置供电的太阳能供电模块，该太阳能供电模块包括：太阳能光伏板和蓄电池，以及与该太阳能光伏板相连的适于控制所述蓄电池充放电的充放电控制器，该充放电控制器的输出端作为所述数据采集装置的供电端。所述充放电控制器在现有技术中均有相关叙述，例如授权公告号CN 201674254U蓄电池智能充放电装置。所述蓄电池可以对电能进行存储，以满足晚上供电需求。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (2)

1.一种磷矿山生态系统演化过程多尺度模拟与健康评定系统，其特征在于，包括：分布于矿区内的若干数据采集装置，以及各数据采集装置的监控主机；
所述数据采集装置包括：GPS模块和用于采集环境数据的传感器组，所述GPS模块与处理器通过串口相连，所述传感器组中各传感器通过多路模拟开关与一调整电路模块相连，且该调整电路模块的输出端与AD模块相连，该AD模块的输出端与所述处理器模块的信号采集端相连，所述处理器模块还与一从无线模块相连；
 所述监控主机适于通过内设的主无线模块与各数据采集装置相连。
2.根据权利要求1所述的磷矿山生态系统演化过程多尺度模拟与健康评定系统，其特征在于，所述传感器组包括：PM2.5传感器、温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、土壤PH检测传感器；
所述各传感器的输出端分别与多路模拟开关的各输入端相连。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114202451A (zh) * 2021-12-16 2022-03-18 华侨大学 服务生态系统的演化分析方法、装置、设备和存储介质

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