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关键词： LabVIEW   智能温室   监测系统   控制系统   MySQL  

摘要： 我国部分地区土壤资源匮乏,气候复杂多变,这些因素制约着传统农业的发展,因此为了推进农业的现代化发展,建造温室成为了一种重要的解决方案。近几年,温室建设的发展十分迅速,得益于虚拟仪器技术、传感器技术和无线通信技术的发展和成熟,使得温室正在向着智能化的方向发展。温室环境监测与控制系统不仅能使农业生产摆脱自然条件的限制,实现农产品的反季节上市,还能提高农业的生产和管理效率,降低人工管理成本,实现资源的合理化分配。因此,智能温室在未来有着广阔的发展空间和现实的推广价值。本文为实现温室环境的远程实时监控、环境数据存储、异常数据报警以及精准调控温室环境等功能,设计了基于La BVIEW的智能温室环境监测与控制系统。系统以La BVIEW为编程软件开发用户平台;应用网络数采控制器作为中端处理器,模拟量采集端连接温湿度、CO和光照强度传感器实时采集环境数据,继电器输出端连接补光灯、风机等输出设备进行温室环境的精准调控;程序与网络数采控制器之间基于无线Wi-Fi通信技术实现通信,以TCP/IP传输协议进行数据的传输。论文主要内容如下:(1)监测系统的设计:监测程序利用La BVIEW设计了可视化的用户界面,实现了环境的远程实时监控和异常数据报警的功能,通过发送异常邮件通知用户环境异常。以MySQL数据库为存储软件,实现环境历史数据和异常数据的存储,通过La BVIEW设计的用户界面可调用数据库查询环境数据,以便用户了解和分析各时间段温室环境的变化情况;(2)控制系统的设计:控制程序设计了自动和手动两种控制模式。自动控制程序可自动调控温室环境,也可切换为手动模式发送相关指令查询或控制输出设备的运行状态。控制系统还预留了继电器输出端口,用户可根据温室环境调控需求自行扩展输出设备;(3)系统运行测试:通过系统测试检验监测与控制系统,运行结果表明,该系统符合环境监测与控制系统的设计要求。监控平台主界面显示的实时数据与实际环境参数相同,图像曲线显示平滑。数据库能够成功存入环境历史数据和异常数据,并且当环境数据异常时,邮箱能够成功接收到监测系统发送的异常报警邮件。控制系统可自由切换控制模式,控制程序下发控制指令后,网络数采控制器能够根据指令正确控制不同输出设备的运行。该系统的设计为实现温室环境的监测与控制提供了新的解决方案,相较于之前的智能温室环境监测与控制系统,有着成本低、操作简单和功能全面等优点。

关键词： 公民科研   环境监测   公民科研信息系统   行为模式  

摘要： 公民科研是指业余或非专业人士参与到专业研究人员主导的研究项目,自发地参与观测现象、收集数据、分析数据等科研工作。公民科研在国外应用广泛,生物、医疗、天文等领域都有涉猎。公民参与科研不仅帮助科研人员减少科研成本,同时带来有用的科研数据。而国内公民科研项目很少,国内研究更多关注公民科学素养,公民参与科研的实践研究上很少有学者关注,公民参与科研这个层面还存在很大探讨空间。近几年生态环境公报显示,南宁生态环境良好,但依然存在不足。经调查南宁环境违法案例不少是由公民举报发现,同时自动监测设备存在问题:绕过自动监测设备、逃避监管方式排放污染物;因自动监测设备不正常运行导致污染物排放监测数据失真。所以,环境监测不能光靠自动监测设备,也需要南宁公民参与监测。文章采用问卷调查法和案例调查法分析南宁公民参与生态环境监测的科研行为模式。首先说明公民科研概念以及国内外公民科研研究进展,公民科研目的和意义。其次对南宁生态环境现状进行阐释,大气环境、水环境以及声环境,从公民自发和政府主导角度说明公民参与环境建设的模式,通过违法案例说明传统监测弊端以及公民监测作用。再次对南宁公民参与生态环境进行实证研究,使用问卷调查法和案例调查法。问卷针对南宁公民参与生态环境监测的影响因素进行分析,案例调查针对南宁公民参与生态环境监测的时间、地点以及区域进行描述。最后针对调查研究结果提出对策建议。研究南宁公民参与生态环境监测的科研行为模式,找出南宁公民参与生态环境监测的困难,有助于提升南宁公民参与积极性,有助于提高公民科学素养,对科研工作来说有一定意义,为我国开展公民科研项目提供参考。

关键词： 工程制图   CAD   SPOC   教学改革   工程素质  

摘要： 在新的教育形势下，高校的教学模式也在不断研究中进行改革。《工程制图与CAD》作为一门工科学生必备的专业主干课程，是研究、讨论工程图样的表达和试读方法的一门工程应用型课程。由于计算机技术及其外围设备的提高和完善，使计算机绘图（CAD）已广泛应用于工程制图。本文将探讨在《工程制图与CAD》的教学过程中，采用SPOC的混合式（即线上线下）教学模式进行改革，进一步培养高校学生空间思维、形象思维能力及相应的工程素质。

关键词： 含锌物料   固体废物   X射线荧光光谱(XRF)   X射线衍射(XRD)   超景深显微分析  

摘要： 近年来，以氧化锌富集物名义走私进口含锌废料的情况时有发生。而传统的X射线衍射法(XRD)应对复杂含锌物料的鉴别具有一定的局限性，一些对鉴别有较大帮助的特征物相无法通过X射线衍射图谱进行识别。实验采用外观表征、X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射以及超景深显微分析的综合表征技术，对一批申报品名为“含锌氧化物”的物料进行固体废物属性鉴别。其中X射线荧光光谱可对物料所含元素进行表征，X射线衍射可对其物相进行识别，此外，超景深显微分析可将物相及其细节直观地呈现出来。综合表征的结果表明，样品主要由锌、铜、硅和铝等元素组成，物相组成为氧化锌、硅酸锌和黄铜，样品中存在明显的圆球状、黏连状金属颗粒，局部区域呈现金属颗粒与熔渣夹杂混合的状态。据此综合判定该物料为铜锌合金冶炼过程中回收的粉尘，属于固体废物。

关键词： 流激噪声   快速预报   声学覆盖层   噪声控制   超疏水表面  

摘要： 结构流激噪声是水下航行体三大噪声源之一,对流激噪声进行准确高效预报并提出控制方案是水下声隐身亟待解决的问题。针对传统随机理论计算流激噪声耗时较长的问题,本文提出一种基于非相关平面波叠加等效的方法,将随机响应问题转化为确定性问题以实现快速预报,在此基础上分析了敷设含周期单元的声学覆盖层对结构流激噪声降噪规律。论文最后建立了超疏水涂层表面湍流脉动压力的等效数值预报方法,并探讨了超疏水表面对流激噪声控制的关键因素,论文主要的研究内容如下:(1)利用统计理论对湍流脉动压力随机时空特性进行了归纳总结,探讨了不同经验公式的适用范围,以三维翼型为例采用大涡模拟法建立了湍流脉动压力的精细预报流程,为后续章节计算流激噪声提供激励力;(2)以非相关平面波等效理论为基础,结合有限元声振耦合模块,建立一种流激噪声的快速预报方法,将随机声振耦合问题转化为确定性问题,给出了该方法的详细流程,并从波数滤波的角度探讨了影响计算精度的参数;(3)以三维弹性理论为基础建立了声学覆盖层的动力学模型,探讨了声学覆盖层的对流激结构的去耦降噪机理,深入分析了含周期单元声学覆盖层的晶格常数、空腔尺寸、填充率等参数对流激噪声的影响;(4)受仿生学启发,提出了采用超疏水表面降低流激噪声的方案,以无滑移和自由滑移交替的等效方式数值模拟超疏水表面,给出了超疏水表面对湍流脉动压力和流激噪声的影响,并分析了流向和展向周期特性对超疏水表面降噪性能的影响。综上所述,本文从湍流脉动压力载荷计算,非相关平面波等效激励,超疏水表面仿真等多方面建立了水下结构流激噪声快速预报与控制的方法,为中高航速水下航行体声隐身提供理论支撑。

关键词： 天然气田   含硫固体废物   硫杆菌   外源物质  

摘要： 含硫固体废物（SSW）是一种高含硫气田开采、集输管线运输、防腐、水处理等过程中产生的成分复杂、处理困难、环境危害较大的危险废物。传统的填埋、焚烧和热解等处理技术不仅成本高,而且易产生二次污染,给后续的深度处理造成很大困难,并且对生态环境极其不利。实现含硫含油固体废物无害化处理及资源化利用已成为油气田亟待解决的问题。生物法是一种典型的环境友好型处理方法,具有成本低、操作简单、环境友好等优势。因此,本文以四川省普光气田产生的高含硫固体废物为研究对象,针对生物氧化制酸效率低以及难以在高固液比下进行生物氧化制酸等问题,开展了硫杆菌对含硫固体废物的氧化机理及制酸过程控制机制的系统研究,为该类含硫固体废物的有效利用提供了理论支撑和实际应用的指导作用。 论文利用SEM、XRD、XRF、ICP-OES、FTIR、HPLC等分析测试技术对含硫固体废物从表观特性、微观结构、矿物组成和物质组成等方面进行了系统分析和研究,结果发现含硫固体废物以单质硫为主要组成成分（约85%）,并含有Fe、Al、Na等无机组分（约5%）以及柴油、甲醇等有机物（约10%）。利用其富含单质硫的特点,采用氧化硫硫杆菌和氧化亚铁硫杆菌组成的复合硫杆菌进行生物氧化制酸处理。初步结果显示,含硫固体废物和单质硫的生物氧化制酸机理相同,属于接触氧化机理。硫杆菌首先吸附到SSW和S表面,然后在生物酶的作用下活化S被转运到细胞体内氧化成SO42-,最后排出体外。但与单质硫相比,SSW的生物氧化制酸效率相对较低。 论文以液相SO42-和H+离子浓度表征制酸转化率,通过实验系统研究含硫固体废物氧化制酸过程的影响因素,结果发现能源底物粒径和浓度、环境p H和温度、菌体浓度、曝气量等对S的生物氧化制酸效率均有不同程度的影响,硫杆菌的最佳生长条件为初始p H=2.0左右,温度为25-35℃左右,能源物质粒径和浓度与其本身性质有关。在此基础上,进行了硫杆菌氧化机理研究。结果表明,甲醇、柴油、咪唑啉和甲基吡啶对单质S生物氧化制酸均有影响。四种有机物对S的生物氧化制酸均有不同程度的抑制效果,其抑制机理也存在一定差异。通过对硫杆菌动力学参数的计算以及吸附性能的研究,结果表明柴油主要通过抑制硫杆菌的游动、在能源物质表面的吸附以及氧气在水溶液/柴油有机相中的扩散等途径阻碍硫磺的氧化速率;甲醇和咪唑啉主要通过破坏硫杆菌的细胞膜,影响细胞通透性,最终影响硫杆菌对硫磺的氧化,但咪唑啉在水溶液中会逐渐分解,对硫杆菌的抑制作用也会随之消失;而甲基吡啶可能主要通过阻断硫杆菌正常的代谢途径,切断细胞与硫磺的接触以及活化硫磺向细胞体内的转运等方式抑制硫杆菌对硫磺的氧化,而且浓度超过1.0 g/L时便会对硫杆菌产生不可逆的损伤。含硫固体废物吸附硫杆菌过程受多方面因素影响,其中以硫杆菌在含硫固体废物表面的吸附过程影响最为明显。采用清洗液对含硫固体废物进行洗油处理后,含硫固体废物中柴油、咪唑啉等有机物含量明显下降,而且制酸效率显著提高。 针对含硫固体废物对硫杆菌的吸附性能较差,制酸效率较低的问题,结合制酸过程机理研究结果分析发现,通过添加黄铁矿、胞外多聚物和表面活性剂的方法可以显著提高其吸附性能达到对制酸过程的有效调控。进一步实验结果表明三种外源物质能够协同促进含硫固体废物对硫杆菌的吸附,饱和吸附率可以由不加外源物质时的50%提高到75%。利用假一级动力学和二级动力学模型模拟吸附过程,相关性系数达到0.9以上。 硫杆菌驯化实验表明,硫杆菌经过驯化对含硫固体废物的极限耐受浓度可以由5 g/L提高到15 g/L。群落结构对含硫固体废物生物氧化制酸过程也有重要影响,氧化亚铁硫杆菌（A.f.）:氧化硫硫杆菌（A.t.）为2:1时其制酸效率最高。基于试验结果,确定了制酸过程控制机制和最佳工艺条件:初始硫杆菌悬浊液浓度为2.1×10～7个/m L（A.f.:A.t.=2:1）,含硫固体废物的浓度为10 g/L,黄铁矿的浓度为2 g/L,Tween80的浓度为20 mg/L,胞外多聚物浓度为10%,p H=2.0,溶解氧浓度10 mg/L。 在实验室研究基础上,利用膜生物反应器中试装置进行了含硫固体废物制酸的现场试验。结果表明,装置连续稳定运行16天后,制酸量达到20 m3/d。含硫固体废物制酸完成后,S的转化率可以达到97%,油含量也降到1%以下,剩余大部分为无机灰分。有害组分只有3%左右,符合填埋标准,可以实现90%左右的减量化。 本论文在揭示制酸机理和控制机制基础上,建立了含硫固体废物生物氧化制酸的处理技术,对普光气田及其它油气田产生的类似含硫固体废物处理技术提供了理论支撑及指导借鉴意义。

关键词： 一般工业固体废物   分拣   综合利用   创业计划书  

摘要： 改革开放以来,中国经济获得了前所未有的发展,但是在发展初期,由于缺乏环境保护的意识,造成了环境的严重污染。从党的十八大将生态文明建设写入党章开始,国家在环境保护、生态文明建设上面下了很大功夫,势必要将污染降到最低。在国家强有力的推动下,综合治理行动效果突出,生态环境状况明显改善。在此期间,企业产生的一般工业固体废物的治理也得到了前所未有的重视,国家要求企业要单独对固体废物进行管理,着力减少产生量,提高利用率,规范化无害化进行处置。由于固体废物种类繁多,为了减轻生产企业的负担,提高再生资源的使用效率,降低无害化处置的比例,同时也能创造一定的商业价值,本论文提出利用分拣中心的模式链接上下游,先用优质的服务协助上游生产企业清理固体废物,再通过本项目分拣中心将固体废物精细化分类,最后按种类给下游企业进行综合利用或处置。本创业计划书首先对项目背景做了简要介绍,并阐述了相关理论与文献综述及研究方法,接着对全国一般工业固体废物处置的宏观环境和行业现状进行深度分析,列举了权威机构发布的国内一般工业固体废物处置和再生资源回收的数据,证明项目有投资的价值。其次,介绍了本项目的主要功能、运营流程和创始团队成员,并随后提出了项目的商业模式和营销策略。再次,对项目的投资成本、营业收入、经营结果进行财务分析。最后,针对项目可能面临的各种风险提出了控制方案。通过几大板块的层层分析,可以明确本项目正处在国家政策风口上,符合社会发展趋势。而四川具有巨大的市场需求,是一个具有可持续性的优质项目。通过本创业计划书的分析制定合理的经营计划,将会很大程度上为团队的后续发展路线指明方向。

关键词： Home Assistant智能家居系统   环境监测   姿态预测   摔倒识别检测  

摘要： 随着5G(5th generation第五代移动通信技术)时代的到来,让万物互联成为可能,并且伴随着人工智能的兴起,室内居住环境开始从传统的电器设备走向家居的自动化与智能化,智能家居逐渐成为了人们所探讨的焦点。智能家居系统可以改善人们的居住环境,能够方便控制室内的电子设备,采集室内的环境信息,确保室内居住环境的安全。不良的居家条件会引发各种呼吸道系统疾病,一些不可预料的突发情况同样严重威胁到了人们的生命安全,如水、电、煤气的使用以及不可预料的摔倒行为。所以,为了适应人类对高效、安全的居家生活条件需求,并且针对目前市面上智能家居环境监测产品的缺陷和智能家居设备的使用情况,设计了一款将室内环境监测与摔倒识别检测相结合的智能家居系统。首先,论文基于主控板树莓派4B(Raspberry Pi 4B)和微控制器ESP32(Espressif公司开发的片上系统微控制器)完成了对甲醛、二氧化碳、温度、湿度、PM2.5(Particulate Matter悬浮微粒物)、PM10、TVOC(Total Volatile Organic Compounds总挥发性有机化合物)等室内环境参数的实时检测,通过开源的Home Assistant智能家居系统实现了对环境监测数据的实时传输,并设置系统的自动化触发,当涉及安全的环境参数数值超过阈值时给出预警通知,实现网页端和手机移动端的信息同步预警。同时针对目前室内环境监测的需求和市面上智能家居存在的问题,考虑到国内老龄化的加剧以及空巢老人的增加,本文在监测室内环境的基础上设计了摔倒识别检测。论文基于谷歌开源的姿态预测模型Move Net提出了摔倒识别检测算法,在原有的姿态识别算法上进行改进从而增加对不可预料摔倒行为检测的准确性。该算法部署以主控板树莓派4B为硬件实验平台,通过摄像头采集图像数据,将摔倒的行为检测结果反馈到Home Assistant智能家居系统中,从而将智能家居系统与摔倒识别检测结合,并有效的进行自动报警,最后将识别摔倒的图像信息和消息警告第一时间传输到客户端。论文在完成了上述功能的需求后,对基于Home Assistant开发的智能家居系统进行了应用功能测试,测试结果能够达到本论文设计的预期效果,各项功能和指标能够满足本论文的设计功能需求,同时降低了设计开发成本,对未来智能家居系统的设计和发展有一定的落地应用价值和参考意义。

关键词： 氨逃逸在线分析仪   环境监测   不确定度  

摘要： 氨逃逸在线分析仪是属于一种环保在线监测类气体分析仪，主要应用于众多工业领域气体排放监测和过程控制。逃逸的氨气作为大气环境中气态污染物转变成固态污染物的重要推手，在环境空气治理过程中，对氨气监测重要性也日益凸显。其测量的准确性也直接关乎企业切身利益。文章主要对氨逃逸在线分析仪的使用现状及测量示值误差的不确定度进行分析。

关键词： 矿山地质环境   WebGIS   环境监测   环境预测  

摘要： 开发、利用矿产资源为人类社会的快速发展提供了强劲助力，但同时也带来了系列问题，如次生地质灾害、毁田、破坏生态环境等，尤其是矿山资源开发，问题更为突出。因此，需做好矿山地质环境的实时监测与预测工作，将灾害消除在萌芽状态，将损失降至最低。本文以WebGIS为基础，围绕矿山地质环境监测、预测工作的基本原则，把矿山地质环境监测与预警系统划分成若干模块，加强各模块之间的配合与融合，最终构建了一套先进且实用的WebGIS管理系统，为更好地对矿山地质环境进行准确、实时性监测与预测提供可靠保障。