一种提升“北斗杯”作品水平的综合训练系统技术方案

本发明专利技术公开了一种提升“北斗杯”作品水平的综合训练系统，包括电源模块、雾霾检测模块与数据存储及显示单元，所述电源模块的输出端分别连接雾霾检测模块、控制器与无线通讯模块，所述的雾霾检测模块通过控制器及无线通讯模块与数据存储及显示单元连接。本发明专利技术通过低成本实现了个人位置信息测量、PM2.5监测以及测量数据可视化等多项功能，并且将测量数据与物联网OneNET平台连接，本发明专利技术也是一款电子积木，其设计理念、软件代码和硬件应用架构，是让青少年学生进一步拓展科技实践活动的基础，同时可以启发他们继续创作更新的作品。

【技术实现步骤摘要】
一种提升“北斗杯”作品水平的综合训练系统
本专利技术涉及智慧校园、环境监测等领域，尤其涉及一种提升“北斗杯”作品水平的综合训练系统。
技术介绍
“北斗杯”是一个科技创新竞赛，也是一个卫星导航知识普及竞赛。近年来“北斗杯”参赛作品的水平越来越高，已经从报告和科技论文转向以实物制作为主的作品，但很多渴望参赛的广大青少年(中学生)缺乏对卫星导航的基本理论和应用等知识的理解，极大地限制了实物装置的制作，因此，急需提供一种实物范例进行指导。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术结合智慧校园环境建设的需要，提出一种用于监测校园空气质量的、低成本的、灵巧的雾霾实时监测综合训练系统。技术方案：本专利技术包括电源模块、雾霾检测模块与数据存储及显示单元，所述电源模块的输出端分别连接雾霾检测模块、控制器与无线通讯模块，所述的雾霾检测模块通过控制器及无线通讯模块与数据存储及显示单元连接。所述的雾霾检测模块包括北斗定位模块和PM2.5检测模块。所述的北斗定位模块采用UM-220-III模块，用于实时采集所测雾霾的地理位置信息。所述的PM2.5检测模块采用激光数字式PM2.5传感器DSL-03，用于测量雾霾(PM2.5)数值。所述的数据存储及显示单元包括OneNET云平台和用户交互界面，用于检测及存储采集到的数据。所述的控制器采用具有USB接口的ArduinoUNO控制板，用于设置各个模块之间的运行管理。所述的无线通讯模块采用ESP8266模块，用于将采集到的数据上传到OneNET云平台上。有益效果：本专利技术提供了一种用于监测校园空气质量的灵巧监测系统的方案与制作，通过低成本实现了个人位置信息测量、PM2.5监测以及测量数据可视化等多项功能，并且实现了测量数据与物联网OneNET平台连接；本专利技术也是一款电子积木，其设计理念、软件代码和硬件应用架构，是让青少年学生进一步拓展科技实践活动的基础，同时可以启发他们继续创作更新的作品。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术的流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1所示，本专利技术包括电源模块、雾霾检测模块与数据存储及显示单元，电源模块的输出端分别连接雾霾检测模块、控制器与无线通讯模块，雾霾检测模块通过控制器及无线通讯模块与数据存储及显示单元连接。雾霾检测模块包括北斗定位模块和PM2.5检测模块，用于采集地理位置信息和PM2.5信息，并将接收到的信息上传到数据存储及显示单元中，数据存储及显示单元包括OneNET云平台与用户交互界面，用于存储由数据处理模块上传的数据，并将其显示在用户交互界面。电源模块采取5V供电，用于给北斗定位模块、PM2.5检测模块、Arduino控制器与无线通讯模块供电。北斗定位模块，采用UM-220-III模块，默认9600波特率，波特率可调，串行接口为TTL和RS232，通讯协议为NMEA0183及扩展协议，冷启动时间为32秒，跟踪灵敏度达-160dBm，数据更新频率可调，用于采集所测雾霾地的经纬度信息。PM2.5检测模块，采用DSL-03，它是一款激光数字式PM2.5传感器，内置激光器和光电接收组件，采用光散射原理，激光在颗粒物上产生散射光，由光电接收器转变为电信号，再通过特定算法计算出PM2.5质量浓度，用于测量雾霾(PM2.5)数值。控制器采用ArduinoUNO控制板，它是一块具有USB接口的电路板，控制器为ATMEGA328，电路板有14个数字I/O引脚(其中6个引脚可作为PWM输出)、6个模拟输入、1个16MHz晶体振荡器、1个USB链接、1个电源插孔、1个IC5P接头和1个复位键，该控制板用于设置各个模块之间的运行时序。无线通讯模块，采用ESP8266模块，它通过一个6P的2.54mm间距排针与外部连接，支持STA/AP/STA+AP三种工作模式，可使用官方提供的SDK作二次开发，也可以直接利用官方出厂提供的固件直接AT指令配置模块使用，该模块用于将采集到的经纬度数据及PM2.5数据上传到OneNET云平台上。OneNET云平台，是中国移动物联网开放平台，在TCP穿透模式下，ESP8266模块将采集到的数据通过无线网络上传到OneNET服务器上，然后在OneNET平台的应用管理中添加需要的图标，并选择经纬度以及PM2.5两段数据流接入，便能创建出所需的应用，用于检测及存储采集到的数据。用户交互界面，用于在地图上展示雾霾数据采集地的地理位置信息、雾霾的具体数值以及雾霾的实时变化曲线等情况。本专利技术将北斗卫星模块与控制器相结合，通过硬件集成和软件处理形成一个组合系统，实现对空气中PM2.5含量的检测。组合系统的工作过程是利用北斗定位模块获得位置数据，通过PM2.5检测模块获得校园环境空气中雾霾的实测值，然后通过无线通讯模块将检测到的信息(信息包括环境雾霾实测数据、北斗模块定位位置数据)发送到OneNET云平台，用户可以在手机或者电脑终端进行数据回放。如图2所示，本专利技术的流程为：雾霾检测系统上电之后，Arduino控制器设置整个系统的初始化，然后接受北斗定位传感器信号以及测量PM2.5数值，将接受到的数据流上传至OneNET平台并显示。在这样的一次数据传输完成之后，系统再次初始化并进行循环操作。具体包括以下步骤：1)用户使用移动电源给雾霾检测系统上电；2)雾霾检测系统开始采集所在地经纬度信息及PM2.5信息；3)无线通讯模块将数据流上传至OneNET平台；4)用户登录移动终端查看路线信息及雾霾信息。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提升“北斗杯”作品水平的综合训练系统，其特征在于，包括电源模块、雾霾检测模块与数据存储及显示单元，所述电源模块的输出端分别连接雾霾检测模块、控制器与无线通讯模块，所述的雾霾检测模块通过控制器及无线通讯模块与数据存储及显示单元连接。

【技术特征摘要】
1.一种提升“北斗杯”作品水平的综合训练系统，其特征在于，包括电源模块、雾霾检测模块与数据存储及显示单元，所述电源模块的输出端分别连接雾霾检测模块、控制器与无线通讯模块，所述的雾霾检测模块通过控制器及无线通讯模块与数据存储及显示单元连接。2.根据权利要求1所述的一种提升“北斗杯”作品水平的综合训练系统，其特征在于，所述的雾霾检测模块包括北斗定位模块和PM2.5检测模块。3.根据权利要求2所述的一种提升“北斗杯”作品水平的综合训练系统，其特征在于，所述的北斗定位模块采用UM-220-III模块。4.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：闻新，史超，龙弟之，魏炳翌，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32