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有奖创想,一起来做环境监测“创客”(获奖名单已公布)

近日新闻报道——全国开展空气质量新标准监测的161个城市中,仅16个城市空气质量年均值达标,降水监测结果显示,酸雨城市比例为29.8%,酸雨频率平均为17.4%……

环境问题已经深入人心,而环境监测已经成为促进环境保护的重要手段!

各位高手大拿们,用我们的专业知识,用ADI的领先化学分析和环境监测解决方案,放飞您的创想思维,我们一起来做环境监测的“创客”。



参与办法:通过以下方式跟帖参与,就有机会获得“创客潜力奖”或“创想幸运星”奖在合格参与者中随机抽取

1. 分享就您所了解的环境监测相关设备功能、设计思路、产品特性……写下您的所见、观察、分析;
2. 畅谈您所思考的环境监测创新产品思路;
3. 结合ADI的方案、产品或技术,纵谈环境监测产品及设计相关话题;
4. 谈谈任何环境监测产品设计相关的技术话题,包括但不限于:传感器、信号采集、信号调理、系统设计……




活动时间:69日~8月10日

ADI化学及环境监测参考资料:



  • ADI公司针对pH计和电导率仪的水分析解决方案

http://www.analog.com/cn/design-center/landing-pages/002/apm/water-analysis-solution-2013.html

奖品设置:

一、创客潜力奖

Analog Discovery模拟设计套件(价值1980元)

(本奖项由ADI技术团队根据参与质量评出入围者,并根据入围跟帖获得点赞数(右下角“喜爱”)决出最后获奖者,获奖数量2~8套)


蓝牙音箱(价值约200元)

(本奖项由ADI技术团队根据参与质量评出,数量2~10个)


小米手环(价值89元)

(本奖项将在所有合格参与者中随机抽取,数量4-8个)




二、创想幸运星(小米手环、实用好书二选一)

小米手环(价值89元)

(本奖项将在所有合格参与者中随机抽取,数量2-6个)



超实用好书(五选一)

《你好,放大器》

《高速设计技术》

ADI模数转换器应用笔记(第一册)》

ADI实验室电路合集(第一册)》

Blackfin在无线通信系统中的应用》


(本奖项将在所有合格参与者中随机抽取,数量10-30个)


消息编辑者为:Forum ADI

消息编辑者为:Forum ADI

  • 我来做第一个!

    我觉得这个问题提的非常好,保护环境刻不容缓,监测环境也不应当落后。

    一、现有环境监测的问题

    1. 分布不足。气象局部署的高精度环境监测装置部署仍然不足,以长春市为例,仅有10个监测点,北京市有13个监测点,对于中国大型城市而言,如此少的环境监测分布显然不能满足人们对于数据的需求。仅仅对于车流量较大的主车道和相隔一街的辅助车道而言,各项环境参数均不一样,因此想要改进当前的环境监测方式,首先当从增加监测点出发。

    2. 监测延迟。当前环境监测每1小时更新一次数据。对于信息化时代,如此低频率的信息更新显然不能满足需求,应当实现每当人们查询环境信息时,均能显示附近10分钟以内的信息。

    3. 分析种类少。一般而言,人们查询环境信息时主要关注PM2.5等空气环境信息。然而不同地区环境不同,可能存在轻微环境污染型企业,可能会排放甲烷、一氧化碳、硫化氢等有毒有害气体,这些环境污染因素也应当作为环境综合评价指标向公众公开。然而某些环境监测站可能不含该项监测项目,就更不要提公开了。

    二、我的构想

            因此,综合以上问题,我构想设计一整套可移动式环境监测站,该监测站由四轴飞行器+可拆卸式编写监测仪组成,可以高精度的监测PM2.5、一氧化碳、甲烷、硫化氢、二氧化碳等气体成分,还可以监测雨水中pH值、电导率等指标。


    三、创新点

    1. 可移动。以四轴飞行器为载体,搭载监测装置,以城市4G网络为信息传输方式,可以高速、精准的分析和实时上传数据。飞行器按照GPS规划路径高速飞行,多种传感器同步采样,相当于每隔数米采样一次环境信息,如同将环境监测站遍布于城市的各个角落。针对某些排污型企业,可以随时针对其附近区域进行专项检测,保证企业不会偷排偷放。

    2. 高实时性。同上文所述,通过4G网络随时更新数据,人们在网页上即可看到飞行器飞行状况,如同雷达一样扫描城市,真正做到高实时性。

    3. 高度模块化。空气环境监测和雨水监测分别为两种不同可拆卸监测仪,可以随时在这两种模块间切换,甚至更换其他功能模块,如摄像头模块、城市噪音分析模块等。

    四、实现方式

    1. 飞行模块。飞行模块可以采用已有的飞行器及其主控模块,实现GPS自主巡航,自主稳定飞行等常规功能。

    2. 主控模块。主控模块可以低功耗高性能的精密模拟微控制器ADuCM361实现,搭载4G数传模块,包含传感器数据传输接口(包含模拟接口和数字接口)部分以及电源管理部分,监测管理四轴飞行器电池以及耗电情况。包含无线充电模块,可以在某些安全区域实现无线充电,达到真正无人管理的效果。

    3. 传感器模块1:空气环境监测模块。包含 “基于NDIR和PID的ADI气体检测解决方案”中的传感器、滤波器、ADC转换器部分,包含PM2.5监测模块,实现主要空气质量参数的测量。上述传感器及相关监测电路功耗低、体积小,非常适合应用到本构想的项目中。

    4.传感器模块2:水质监测模块。包含“双光束分光光度计解决方案中”光路、放大、AD采样以及微机械结构部分。当四轴飞行器飞行至水样上空时,飞行器可以在人为控制下悬停并放下监测模块。使得水样收集盒侵入水样中,待分析数据收集完毕后升起模块飞行至下一采样点采样。

    综上所述,可移动式环境监测站可以构想为以下结构:

       

    五、应用

    1. 应用构想1:全城市使用100台这种监测站,每次使用50台监测站在固定GPS路线上巡航,其余50台设备在无线充电点充电以及休息。实现对全城市的雷达扫描式监测,人们可以随时打开手机或电脑查看自己周围的空气环境状况,精准且及时,甚至可以实时看到飞行器飞行位置。

    2. 应用构想2:在人为操控下,随时监测空气污染型企业的上空的空气环境状况,监测是否有有毒有害或超标排放。在某些事故地点(例如前一阵PX项目生产企业大火),也可以使用移动监测站监测火点上方的空气环境。

    3. 应用构想3:城市雨水监测。在人为操控下对多个位置的雨水情况进行检测,查看是否存在酸雨或酸雨程度如何。

    4. 应用构想4:水库水样监测。在设置好GPS坐标后,可以对大型水库的多个位置进行自动水样检测,并实时回传数据。

    六、感想

          从构想到写完大概有近2个小时,想起了以前做大学生创新实验项目的过程,虽然很艰难但也是收获最多的时候。今天看到了官博的微博就立马进来关注一下了~从《你好,放大器》开始也陆续参加过一些活动了~手握彩印版《你好放大器》和小米手环的我今天就要问一问小编:敢不敢把Analog Discovery套件砸向我!!!

    (悄悄地说,小编你觉得哪写的还不合格我可以改O(∩_∩)O)

  • 1、便携式一氧化碳报警器现状

    我国北方冬季相对较为寒冷,由于各种条件限制,农民常采用炭火、煤火和煤气取暖,在通风不好的情况下,煤燃烧极易产生有毒的一氧化碳气体,一氧化碳是无色无味的有毒气体,经常有人在不知不觉中吸入人体内,一氧化碳会与人体中的血红蛋白结合,造成人体缺氧而中毒,而农民文化程度有限且安全意识较为薄弱,我国每年都发生多起室内一氧化碳中毒死亡事故,其他各种室内一氧化碳中毒事故也频繁发生,一氧化碳已成为危害人们身体健康的一大杀手。少量一氧化碳中毒的症状并不明显,很多人开始以为自己得了感冒,但长期如此,就会造成积蓄性的中毒,出现头晕、乏力、恶心等症状。就市场上来看用于工业的一氧化碳报警器(图一)精度一般满足要求,但价格在1500以上且体积较大,功耗较高且不易携带,家庭用的低端产品(图二、图三)价格30-120元不等,就某宝来看需求量大,但是家庭用的低端产品多采用混合型的半导体可燃气体传感器(图四),品质差,成本低(通常整机成本不超10元)。实际上比较好的是电化学传感器的,30元的价格连传感器都买不到。如费加罗传感器价格在50左右,炜盛的30元左右,但国内商家不会拿这么高级的玩意来做产品的,即便是燃气公司的报警器,也都是那种廉价的半导体传感器。因此,针对目前的实际需要,一种超低功耗、高可靠性、高适应性、高灵敏性、低成本性的便携式一氧化碳报警器已成为急需的设备。

      图一 工业用   

    图二 家庭用

    图三 家庭用常用功能 

                                                                          图四 半导体可燃气体传感器

     

    2、我的创新产品思路

    放大器的方案采用“基于电化学传感器的微功耗有毒气体检测解决方案”结合熟悉的低功耗微处理器实现。超低功耗、高可靠性、高适应性、高灵敏性、低成本性的一氧化碳报警器。

    图五 原理框图

    3、后记

    我看了一下“基于电化学传感器的微功耗有毒气体检测解决方案”http://www.analog.com/cn/design-center/landing-pages/002/apm/gas-detection-and-analysis-solution-2012.html方案里面的电子元器件价格还是比较便宜的,估计加上电化学传感器的话总价150左右,如果做批量的话应该能够控制在100元以内,搞得我都想DIY一个来试一下了支持一下噻

    4、未完待续

  • 我也来一个!

    一切从幻想开始!一个人在河边游玩,发现空气气味不对,水中呈现怪相,这时我拿出我的“神奇魔盒”,放在空气里面游走几分钟,在放在水里泡几分钟,之后拿出我常用的智能手机,细细查看我身边的空气成分和水质状况,发现是汽车喷涂污染了空气,医药厂偷排污水,有机物含量极高。于是我赶紧收拾好魔盒回家了,当然我所看到的这些东西的相片,经纬度,时间和具体检测含量都已经上传到了我们的大后方了。

    现目前环境监测仪器特点:

    分为两类:一类是实验室分析仪器,一类是在线分析仪器,这些仪器都是为专业人士服务的,同样他们使用仪器进行测量都是有目的和有规划的,这样就不具备环境监测的实时性和随机性,在我们大国的制度下更容易出现每次监测都是准备好了再监测的情况,没有实际的意义。

    那么,在大数据时代,我们对环境的监测更应该结合大数据和智能终端的优势,将广大知识青年,社会生活中的每一个人的力量结合起来,做到人人参与监测,人人参与监督和人人参与治理。

    创新内容:

    设计一款环境监测终端,能与我们智能手机互联(蓝牙或者其他无线方式),将最终的监测数据通过手机APP发送到我们的综合服务器平台,对实时、随机的测量点进行统计规划。最终呈现出类似于google街拍神奇最终能体现给用户的多维具体的信息,记录每个地方,每个监测点的环境情况,方便我们进行环境监督和审查。

    创新技术难点:

    仪器的小型化

    现目前的环境监测仪器,特别是成分分析仪器个头都比较大,要做到设计环境监测仪器的面面俱到是不可能的。我们需要选择其中的一些人们关心,或者与我们健康密切关联的参数进行针对性测量,如空气中的PM2.5,CO,甲醛等参数,水中的硝态氮、水质五参数等。

    技术方案:

    大系统框架:设计一款环境监测终端,能与我们智能手机互联(蓝牙或者其他无线方式),将最终的监测数据通过手机APP发送到我们的综合服务器平台,对实时、随机的测量 点进行统计规划。最终呈现出类似于google街拍神奇最终能体现给用户的多维具体的信息,记录每个地方,每个监测点的环境情况,方便我们进行环境监督和 审查。

    具体仪器:环境监测终端

    如双光束法检测硝态氮:

    总结:

    硝态氮采用双光束紫外吸收的方法进行测量,在环境监测设备中具有一定的先进性和通用性,即可采用相同的设备方案,不同的光源进行测量不同的参数。

  • 你以前做过这个硝态氮检测设备?我曾经想做个简易的光谱仪但是感觉光路部分太难做了就暂时搁置了。

    另外问下版主《你好放大器》什么时候出版啊,我手头上这本彩印版的都舍不得做笔记......