基于工控机的水稻精量直播机播种监测
这是一篇关于水稻精量直播,监测系统,工控机,组态软件,光纤传感器的论文, 主要内容为随着科技发展,我国农业机械化水平不断提高。水稻精量直播技术近年来发展迅速,相比传统育秧播种而言,它具有省时省工、成本低廉、效率高、适用于大范围机械化作业等优点,对水稻增产、农民增收具有重要意义。但目前水稻精量直播过程中大多都缺少实时播种监测,在播种过程中发生的大面积漏播、重播等现象难以被注意到,水稻的产量将会因此大受影响。为此,本文设计了基于工控机的水稻精量直播播种监测系统,实现水稻精量直播过程中漏播和重播的实时监测。主要研究内容及成果如下:(1)结合湖北地区杂交水稻精量直播现状,以水平气吸式排种器作为研究载体,确定了播种监测系统总体设计方案以及基于时间间隔的漏播、重播监测原理。监测系统主要包括稻种监测模块、GPS定位与测速模块、种箱料位监测模块、嵌入式触摸屏工控一体机以及组态王播种实时监测软件系统。(2)提出系统硬件设计方案。结合水稻机械化精量直播的实际情况以及播种监测的功能要求,以嵌入式工控一体机为主体,选用无死角窗口式落种光纤传感器、对射式光电料位传感器、GPS+北斗双模定位测速模块完成各项监测,选用开关量模块实现各模块与工控机通信。同时基于稻种在排种管中的运动分析以及传感器参数,对原有排种管进行结构改造。(3)结合监测系统硬件设计目标提出系统软件设计方案。设计了基于组态王6.55的播种监测系统,能够实现精量直播过程中对漏播、重播以及种箱缺种状况的实时监测,如有异常立刻生成报警信息并同步至报警日志。(4)进行了稻种物理特性测定试验、播种监测传感器准确性验证试验以及播种监测系统监测准确性验证试验。物理特性测定试验测定了湖北地区三种典型直播杂交稻种的物理特性,明确了监测对象的物理参数;播种监测传感器准确性验证试验表明:所选用传感器对单粒种子的监测率均为100%,对3-5粒种子同时下落平均监测准确率为82.59%;播种监测系统监测准确性试验表明:系统监测准确率影响因素包括水稻品种和播种机行进速度,系统总体平均漏播监测准确率90.25%、重播监测准确率84.34%,正常播种监测准确率95.28%。
基于WebGIS的热网监测系统
这是一篇关于WebGIS技术,监测系统,热网,数据处理的论文, 主要内容为目前,很多城市为响应政府号召,采取“集中供热”以降低能源消耗,减少污染。但由于城市的发展,供热点较多且分散,地理环境又越来越复杂,无法清楚地查看地下设施和管线。监测到的供热数据不能及时上报,造成供热情况不能宏观掌握。维修人员每次都要亲临现场到处找图纸,极大地降低了企业的工作效率。 为了更好地管理热电系统,提高企业工作效率,有必要开发一个基于WebGIS的热网监测系统,对城市供热网进行可视化处理,准确把握供暖用户的地理位置和供热情况及供热设备、设施、管网的地理位置和技术参数,并对监测点处每五分钟采集到的供热数据以表格和曲线形式进行输出,使管理员更加直观全面地掌握热网供热趋势,方便调度人员合理安排调整,及时下达指令,为热电企业实现高效快捷地管理提供了参考。 本文对WebGIS实现模式进行了比较分析,并对本系统的WebGIS平台的搭建以及系统的设计与实现进行了深入细致地研究。本系统的主要创新之处在于对GIS采用二次开发,将WebGIS应用范围扩大到了城市供热网,实现了热网数字化、可视化以及信息资源的共享。为提高系统访问速度,利用触发器实现供热数据实时更新。 本系统采用B/S架构,管理员可以通过Web浏览器就可以浏览热网地图,查看监测数据和曲线。本系统的热网地图基于GeoBeans平台,Java Applet模式构建WebGIS,平衡了客户端和服务器之间的负载,减小了网络流量。由于供热数据量大,采用大容量数据、高可靠性、可长时间存储的IBM Db2作为后台数据库,为今后系统进行数据分析提供可靠完备的数据资源支持。
船舶压载水排放监测系统设计及应用研究
这是一篇关于压载水排放,北斗卫星,监测系统,故障诊断的论文, 主要内容为据统计每年会有七千多种生物随船舶排放的压载水被转移,未经处理的压载水排放对海洋环境造成了严重危害。为此,国际海事组织在2004年颁布了《压载水公约》,于2019年1月22日起对我国正式生效,要求船舶在一定期限内必须安装压载水处理装置,并且需要满足D-2排放标准。目前,入港船舶必须经海事人员上船进行压载水微生物快速检测,满足条件才可排放。而船舶无法监测压载水中微生物情况,且船员为减少工作量,会出现压载水未经处理的偷排现象,加剧了压载水污染的问题。通过设计一种船舶压载水排放监测系统,船舶可实现监测压载水处理后的微生物指标,海事部门可实时监测船舶排放的压载水情况,为我国的压载水信息化综合管理提供重要的研究意义和实用价值。本文主要内容包括以下几个部分:(1)通过分析压载水的相关公约与要求和压载水排放监测现存问题与不足,说明船舶压载水排放监测系统要实现的总目标,并制定了系统的设计原则和总体设计方案。包括船端监测系统设计、岸基监测平台设计和系统总体调试。(2)根据船端监测系统的功能需求,对硬件进行选型,并制定了北斗卫星定位通信协议和编写北斗模块数据收发程序。利用STEP 7 Micro/WIN软件设计了PLC控制程序,实现对压载水排放数据的采集、处理和发送。最后,基于组态王对船端监测系统中上位机监控画面进行设计。(3)采用B/S架构搭建岸基监测平台,并遵循数据库设计原则制定相关数据表。以Intellij IDEA作为网站开发工具,结合Apache Tomcat服务器、My SQL数据库和JSP脚本语言等技术开发了岸基监测平台的功能模块。(4)在船舶压载水处理模拟器上,进行船端监测系统调试、岸基监测平台调试和船岸联机测试。系统画面和数据记录正常,监测数据精确度高,能够实现船舶压载水排放监测系统的设计目标,可以满足实际需求。(5)开展船舶压载水排放监测系统的应用研究,包括压载水处理实验和压载水系统故障诊断。在压载水处理实验中,可测得不同运行工况下的相关数据,用于教学研究。为准确判断压载水系统故障位置,利用BP神经网络对压载水系统进行故障诊断,在此基础上引入自适应粒子群优化算法,大大提高了故障诊断的准确率。
空气质量传感器数据监测系统的设计与实现
这是一篇关于空气质量传感器,监测系统,B/S架构,PM2.5浓度预测的论文, 主要内容为在我国社会经济快速发展的大背景下,城市化与工业化进程不断加快,人们的生活水平不断提高,但发展也带来的许多环境问题。环境污染问题不断加剧,尤其是空气环境污染问题突出,越来越多的城市出现严重雾霾天气,对社会生产以及人们的身心健康造成不良影响。针对以上问题,党和国家积极采取了各项措施预防并治理空气污染问题,大气环境情况逐渐好转。在处理上述问题的过程中,空气污染物浓度监测是采取一系列后续措施的基础,只有及时准确监测空气中污染物浓度的真实数据,相关研究人员才能准确分析问题并提出预防和解决措施。在上述背景下,本文设计并开发了一套空气质量传感器数据监测系统,实现了对空气污染物数据的有效实时采集以及可视化分析,主要功能包括传感器设备管理、数据采集、数据可视化分析、实时数据异常预警、历史数据异常率检测以及PM2.5浓度值预测。传感器设备管理模块实现了对空气质量传感器设备基本信息、位置信息以及厂商信息的管理维护,同时支持用户对传感器设备参数进行远程设置。数据采集模块参考HJ 212-2017污染物在线监控(监测)系统数据传输标准,在系统与空气质量传感器设备之间建立稳定通信连接,接收设备发送的原始数据包并进行解析,实时获取传感器设备采集的污染物浓度数据。数据可视化分析模块实现对污染物浓度的实时监测数据和历史监测数据的可视化展示,方便用户对空气质量情况进行监控与分析。实时数据异常预警模块通过用户提前设置的预警策略来判断实时监测数据是否出现异常(包括污染物浓度超出指定阈值、监测数据长时间不变化等),针对出现的异常情况实现以系统内提示、短信推送以及微信推送的方式告知相关负责人员。历史数据异常率检测模块基于Prophet算法建立了适用于PM2.5浓度序列的异常数据检测模型,检测PM2.5历史监测数据的异常情况。PM2.5浓度预测模块实现对未来PM2.5日浓度数据和小时浓度数据进行预测,通过相关实验分析,建立基于SARIMA算法的预测模型实现对PM2.5日浓度值的预测,以及基于LSTM和XGBoost的组合预测模型实现对PM2.5小时浓度值的预测,以方便用户针对污染物浓度预测情况及时提出预防措施。系统前端采用Vue.js框架,后台使用SpringBoot+JPA框架,整体功能均已实现,基本满足了用户的当前使用需求。
金属矿山爆破振动实时监测与数据管理系统研发
这是一篇关于爆破振动,监测系统,数据监测与传输,监测数据管理与可视化的论文, 主要内容为钻爆法是金属矿山破岩施工中的主要工法,但爆破作业引发的爆破振动效应极易诱发矿山岩体工程的破坏,影响矿山正常生产作业。因此,在矿山现场开展及时有效的爆破振动监测工作以判断监测区域的受振状态,并据此采取相应措施来控制爆破振动危害,对于保障矿山的安全高效开采具有重要意义。当前金属矿山爆破振动监测工作多采用布置临时测点、及时回收监测设备的方式进行监测。这种监测方式存在监测效率低、数据获取不及时,获取数据量少且无法支持长期监测的缺点;测试工作主要依赖人工处理、分析数据,缺乏科学的数据管理手段与分析方式,极易引起人工误差。基于此,本文提出研发一套适应矿山爆破作业特点的爆破振动监测与数据管理系统,为促进矿山爆破振动监测工作的推广普及,提高监测工作效率提供有效支撑;达到预防和控制矿山爆破振动效应的目的。本文通过对矿山爆破振动监测系统的相应研究,开展了如下工作:(1)分析了矿山现场的实际监测环境与爆破振动监测工作的实际需求,开展了基于矿山现场应用条件下的爆破振动实时监测与数据管理系统的整体设计,规划了系统的部署实施方案。(2)开展了监测设备的选型与集成、数据采集软件的设计开发、数据采集精度测试等一系列监测单元的设计研发工作。验证了所研发的监测单元对振动信号的监测性能。(3)通过对Socket编程技术的研究,开发了数据传输软件,实现了爆破振动监测数据由监测单元至中继模块的传输与汇总。(4)基于B/S架构和云服务器平台,将数据管理系统布置于云端高效服务器,保证了数据管理系统的远程、稳定服务;实现了监测数据的集成可视化管理与展示。(5)依托江苏某矿山对所研发的爆破振动监测与数据管理系统开展了现场应用。应用结果表明:现场数据采集系统稳定、可靠,监测设备能准确记录设备安置点在每次爆破施工时产生的爆破振动数据;数据传输方案实用性强,能实现监测数据的无线传输;数据管理系统具备高兼容性、高扩展性、高稳定性,监测结果可视化效果直观、清晰。同时建立了监测区域爆破振动速度的预测模型,为保障矿山爆破安全,优化爆破效果提供有效支持。
基于云平台的太阳能利用监测系统设计及应用研究
这是一篇关于太阳能,监测系统,云平台,物联网的论文, 主要内容为当下,我国面临着能源短缺与生态保护两大问题,可再生能源利用的发展将是同时解决这两个问题的关键。太阳能资源作为一种重要的可再生能源,其应用技术已经得到极大的发展。但由于受到周围环境的影响或运行维护不当等原因,太阳能资源的利用效率往往较低。因此,为促进太阳能资源的高效利用,有必要对太阳能利用过程中的系统性能及运行状况进行监测与分析。在此背景下,本文对太阳能利用监测系统的设计与应用展开了研究。根据实际使用需求,本文在监测系统的数据采集,数据传输和数据可视化显示过程中,采用了云平台、物联网、数据库、无线数据传输等关键技术。监测系统主要由数据采集终端和监测平台组成。数据采集终端以工业级的Edge Box-RPI作为硬件基础,采用高级编程语言Python进行数据采集、数据存储和数据上传的程序设计。其中数据上传程序以“断点续传”的方式进行设计,以保障数据上传的完整性。数据存储采用Mysql数据库。在通信设计方面,数据采集终端采用“Rs485+Modbus”的通信方式与传感器设备进行通信,以完成数据的采集工作,采用“4G+HTTP”的通信方式与监测平台进行通信,以完成数据上传的工作。此外,数据采集终端还安装有远程控制软件,以方便用户对其进行远程控制操作。在监测平台的设计开发中,本文以Web应用程序开发的方式来建立监测平台,并将其部署在云服务器上。监测平台的服务器采用了B/S模式和“Flask+Nginx+gunicorn+Mysql”架构进行开发。在前端,监测平台基于Admin LTE模板进行Web页面的设计与开发,并使用了Bootstrap、Jquery、Ajax和Echarts等前端技术。监测平台设计并实现了用户登录管理、实时数据显示、数据下载和历史数据查询等功能。最后,本文通过搭建光伏发电系统实验装置对监测系统的实际应用效果展开研究。在应用过程中,对监测系统的设计功能以及长期运行效果进行检验和分析。此外,还尝试利用BP神经网络来搭建光伏系统瞬时发电功率的预测模型,并将预测模型加入监测系统,实现光伏发电系统在线故障报警的功能。
地震作用下超静孔隙水压力智能监测系统研制
这是一篇关于地震,超静孔隙水压力,监测系统,Web服务器,BP预测模型的论文, 主要内容为地震液化是一种极具破坏力的自然灾害,会诱发边坡滑塌、建筑物不均匀沉陷、倒塌等灾害,对经济发展和人员安全造成重大威胁。而地震液化中起关键性作用的就是超静孔隙水压力变化。在目前的超静孔隙水压力监测系统中,还存在着智能化水平不高、实时采集与动态传输能力较弱、数据完整性缺失,以及无法实现长期监测等问题。本文针对地震作用下超静孔隙水压力监测中的问题,分析现场监测需求,设计加速度触发模块,基于改进BP神经网络算法修正传感器监测数据,并建立超静孔隙水压力预测模型,结合物联网技术,设计一套超静孔隙水压力智能监测系统。主要内容包括:1.针对地震作用下超静孔隙水压力监测中存在的问题,从功能和性能两个方面给出系统需求,确定超静孔隙水压力智能监测系统的总体设计方案。2.针对超静孔隙水压力的长期监测中过度耗能和数据存储量大的问题,设计了加速度触发模块;针对地震动作用易造成传感器采集数据不完整的问题,提出了基于改进BP神经网络的传感器数据修正算法,并结合改进BP神经网络算法,建立了超静孔隙水压力预测模型。3.完成了超静孔隙水压力监测系统设计。系统由监测信号获取端和远程监测端组成。监测信号获取端由STM32F407数据处理模块、超静孔隙水压力监测单元、加速度监测单元、通信模块构成;根据超静孔隙水压力现场监测的需求,完成了数据采集模块及通信模块的设计。远程监测端主要由One NET云平台和Web端组成,实现设备、One NET云平台、Web端之间的通信,使用SSM框架完成Web端的开发,并结合My SQL数据库完成了用户登录、超静孔隙水压力查询、设备管理、后台管理功能的设计。4.结合需求分析,搭建了软硬件测试环境后,对超静孔隙水压力智能监测系统整体及各部分功能模块进行测试。测试表明,系统达到了设计的要求和效果。
金属矿山爆破振动实时监测与数据管理系统研发
这是一篇关于爆破振动,监测系统,数据监测与传输,监测数据管理与可视化的论文, 主要内容为钻爆法是金属矿山破岩施工中的主要工法,但爆破作业引发的爆破振动效应极易诱发矿山岩体工程的破坏,影响矿山正常生产作业。因此,在矿山现场开展及时有效的爆破振动监测工作以判断监测区域的受振状态,并据此采取相应措施来控制爆破振动危害,对于保障矿山的安全高效开采具有重要意义。当前金属矿山爆破振动监测工作多采用布置临时测点、及时回收监测设备的方式进行监测。这种监测方式存在监测效率低、数据获取不及时,获取数据量少且无法支持长期监测的缺点;测试工作主要依赖人工处理、分析数据,缺乏科学的数据管理手段与分析方式,极易引起人工误差。基于此,本文提出研发一套适应矿山爆破作业特点的爆破振动监测与数据管理系统,为促进矿山爆破振动监测工作的推广普及,提高监测工作效率提供有效支撑;达到预防和控制矿山爆破振动效应的目的。本文通过对矿山爆破振动监测系统的相应研究,开展了如下工作:(1)分析了矿山现场的实际监测环境与爆破振动监测工作的实际需求,开展了基于矿山现场应用条件下的爆破振动实时监测与数据管理系统的整体设计,规划了系统的部署实施方案。(2)开展了监测设备的选型与集成、数据采集软件的设计开发、数据采集精度测试等一系列监测单元的设计研发工作。验证了所研发的监测单元对振动信号的监测性能。(3)通过对Socket编程技术的研究,开发了数据传输软件,实现了爆破振动监测数据由监测单元至中继模块的传输与汇总。(4)基于B/S架构和云服务器平台,将数据管理系统布置于云端高效服务器,保证了数据管理系统的远程、稳定服务;实现了监测数据的集成可视化管理与展示。(5)依托江苏某矿山对所研发的爆破振动监测与数据管理系统开展了现场应用。应用结果表明:现场数据采集系统稳定、可靠,监测设备能准确记录设备安置点在每次爆破施工时产生的爆破振动数据;数据传输方案实用性强,能实现监测数据的无线传输;数据管理系统具备高兼容性、高扩展性、高稳定性,监测结果可视化效果直观、清晰。同时建立了监测区域爆破振动速度的预测模型,为保障矿山爆破安全,优化爆破效果提供有效支持。
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