随着环境问题的日益突出，人们对自身的生活环境有了更多的关注，但是能够随时查看周边环境数据的途径很窄，建设一个面向智慧城市的信息化智能社区便成为满足这一诉求的方法[1]. 然而目前社会上存在的监测系统大多处于单一仪器独立监测的状态，监测效率低且成本较高，所以建设一个信息化程度高的环境监测系统具有很强的现实意义. 本文设计了一种基于单片机的环境监测系统，结合多种传感器，可实现对社区内紫外线、烟雾、PM2.5、温湿度及人体红外多种环境参数的监控，并利用物联网技术[2]发布信息，使用户可通过网络随时查询. 经测试，系统运行良好，满足各项功能要求，符合设计标准.

1　系统整体设计方案

系统整体由控制模块、数据采集模块、信息传输模块和报警显示模块组成. 数据采集模块由温湿度传感器、紫外线传感器、烟雾传感器、PM2.5传感器和人体感应模块组成，对范围内环境数据进行采集. 控制模块包括主机和从机两部分. 从机控制数据采集模块正常运行，将采集数据通过无线传输模块发送到系统主机；主机搭载报警显示模块和GPRS模块实现环境预警、数据显示和发送信息的功能. 信息传输模块分为无线传输模块和GPRS模块. 无线传输模块使用NRF24L01联通上下位机；GPRS模块实现系统的物联网通讯. 报警模块包括声光报警与LCD屏显示数据. 系统整体设计如图1所示.

2　系统硬件设计

2.1　主控制模块

控制模块采用STM32F103ZET6芯片，该芯片是以ARMCoretex－M3为内核搭建的RISC处理器，正常工作时可以达到72 MHz频率，片内双RC晶振，可提供8 K和32 K频率，并拥有64 K片内RAM和512 K片内Flash，内部资源丰富，足以实现环境监测系统的各项功能.

图1　系统设计整体框图

2.2　环境数据采集模块

该模块分为温湿度采集模块、紫外线检测模块、烟雾监测模块、PM2.5传感器模块和人体红外检测模块.

系统使用DHT11数字温湿度传感器采集温湿度数据，DHT11是一款复合传感器，含有已校准数字信号输出[3]. 内部由NTC测温元件和电阻式感湿元件组成，并且和一个高性能的8位单片机相连接，反应迅速、能有效抵抗干扰. 该传感器工作电压在3～5.5 V之间，可测量的湿度范围为20%～90%RH，测量误差为±5%RH；可测量的温度范围为0～50 ℃，测量误差为±2 ℃. 采用单线制串行接口，易集成、功耗低，满足环境监测的要求. 使用单总线数据传输格式，通过PG11端与单片机进行数据传输.

UVM－30 负责紫外线强度采集[4]，采用线性电压输出，响应200～370 nm间的波长，输出电压为0～1 V，对应UV指数0～10，UVM－30紫外线传感器响应速度极快，低于0.5 s，具备灵敏度高、抵抗可见光干扰强的优点. 接单片机PA0端.

有了课堂创作的热身训练，学生的兴趣得到了极大提高，积极性高涨，我顺势而为。学校为了创设园林式校园，在校园里创设了十三处景点。我带领学生走出教室，为十三处景点拟写对联。学生情绪饱满，认真聆听我对景点的讲解，品味景点的文化内涵，才思敏捷，很快就有佳作产生。

烟雾监测使用MQ－2型烟雾传感器，该传感器属于二氧化锡半导体气敏材料，对液化气、丙烷、氢气等可燃性气体的检测效果理想，拥有广泛的探测范围和优异的稳定性. 一旦传感器与烟雾相接触，晶粒交界处的势垒就会改变，材料的电导率因此变化，电阻降低，并根据不同的烟雾浓度输出不同的电压值. 电压随浓度升高，再利用A/D转换将其转化为数字量[5]，供单片机进行数据分析. 本系统选用的输出形式为TTL高低电平输出，如果环境中烟雾浓度超过预设值，单片机将端口拉低，以此判断周围是否有可燃性气体泄漏. 传感器输出的模拟信号经过ADC转换传给单片机，与PA1端口相连.

上式中，t表示相应年份，ici表示产城融合发展水平，tec表示科技发展水平，fin表示金融支持水平，mar表示市场化水平，edu表示人力资本，open表示对外开放水平，agr表示农业发展水平，ε 表示残差项，β0表示常数项，β1、β2、β3、β4、β5、β6分别表示各个自变量的影响系数。

当空气质量好的时候，输出电压值在0.6 V左右，而在灰尘浓度很高的情况下，输出电压不小于3.4 V，电压值在0.6～3.4 V之间时与灰尘浓度几乎成线性变化，得出推算公式：粉尘浓度（mg/m3）≈0.17 输出电压（V）－ 0.1.

2.3　信息传输模块

信息传输模块包括无线收发模块与GPRS模块.

使用NRF24L01模块实现无线收发功能. 该模块在2.4～2.5 GHzISM频段工作. 低功耗1.9～3.6 V间工作，提供126频道，可实现多点通信与跳频通讯，最高工作频率2 Mbps，高效GFSK调制[8]，抗干扰能力强，可自动反应并再次发射信号. 使用SPI 接口设定输出功率频道和协议，与单片机连接方式便捷，具有很好的适应性.

[6]兰冰芯，谌海云，陈东，等. 基于单片机的PM2.5测试仪的设计与实现[J]. 物联网技术，2014（11）：32－34.

2.4　报警显示模块

报警模块采用蜂鸣器和LED进行声光报警[11]. 显示模块选用的是一款4.3寸（约14.33 cm），分辨率为800*480的TFT－LCD电容触摸屏. NT35510作为LCD驱动器[12]，采用16位8080并口与外部连接. 芯片自带GRAM，无需外加驱动器，可被任何单片机轻松驱动. 具有亮度好、对比度高、层次感强，刷屏速度快、显示稳定等优点.

3　系统软件总体设计

3.1　系统工作流程

系统整体运行流程如图2所示. 初始化主机和从机，检测分别搭载在主机和从机上的无线收发模块NRF24L01是否可以正常通讯. 无线收发模块可以正常传输信息后，开始初始化负责环境数据采集的各项传感器.从机将传感器采集到的数据通过NRF24L01无线模块发送至主机，主机接收数据后在LCD屏上显示各项监测数值，通过SIM800模块发送环境数据至乐联网，同时将数据与设定阈值比较[13]，若超出阈值，立即发出声光报警并发送异常数据至乐联网平台.

还记得去年采访时Sarah说过她“逃学”到意大利学习厨艺的事情，这次出任VIA的新任教员应该可以说是Sarah找回了自己的“初恋”：意大利葡萄酒。从和她的讨论中看得出她对意大利葡萄酒的热爱。而且早在2015年她就成为VIA认证“意大利葡萄酒大使（IWA）”，离她考取WSET Diploma才不过两年时间。

图2　系统运行流程图

3.2　环境数据监测

紫外线强度测量使用U－20紫外辐照度计进行校准. 测试环境为正午户外，取每20 min内的平均紫外线到达地面的辐射量，实验结果如表1所示.

3.3　人体感应监测

人体感应装置可选择性安装在必要地点，作为社区安全保障. 当有人入侵时，HC－SR501传感器输出高电平，主机接收信号后启动声光报警，以提醒警卫室相关人员. 人体感应流程如图4所示.

图3　环境数据监测流程图

图4　人体感应监测流程图

3.4　GPRS模块设计

将采集到的环境数据绑定到社区公众号平台上，定期推送并上传至乐联网平台，供居民实时了解所在社区的环境状况. 本设计将采集的信息上传至乐联网平台，发布形式为：“当前温度：25 ℃；湿度：50%；火警：无；外人入侵：无；紫外线强度：87 mW/m2；PM2.5：43 μg/m3. 系统设置每2 h向用户发送当前的环境监测数据，如果检测到数据异常，则立即发送异常的数据，由乐联网平台提示用户并报告相应的位置信息.

3.5　数据上传至乐联网

使用GPRS模块连接soft－ap，登陆乐联网指定IP地址并按照要求配置参数，配置成功后云平台会自动显示数据，用户可根据自身需求绑定微信等信息接收平台.

对于旅游景区的发展，明确自己的定位是非常重要的，确定开发主题，明确景区进行开发的目标人群，唐山地震遗址的开发，市场人群广阔，主要应面向青少年，对于青少年来讲，他们正处于增长知识的阶段，可以很好地使孩子从小懂得防震减灾意识。在开发时，结合景区特点，是重点发展人文资源，大力弘扬抗震救灾精神以及宣传防震减灾知识辅之介绍震后所形成的自然风貌，在参观游览时，既让孩子们感染抗震救灾精神，也让孩子们接触到地震后建筑物，增长了知识。

4　结果与分析

本系统主要实现对社区环境监测与实时预警，当主机检测到从机传输来的环境数据异常，就会判断异常位置并进行声光报警，同时将信息上传至乐联网，向用户发送报警信息.

4.1　环境数据测量与分析

对于温湿度，本系统在室内进行测试，可准确显示传感器采集的空气温湿度数据，显示结果如图5所示. 经多次测试，测得数据误差在±5%以内，满足实际需求.

所有患者均采用常规支持治疗,包括吸氧,合理休息,抗凝,营养心肌,控制血压和血糖等,对照组在此基础上采用阿司匹林肠溶片(拜耳医药保健有限公司,国药准字J20080078)治疗,0.1g/次,qd,观察组则在对照组基础上加用复方丹参滴丸(天士力制药集团股份有限公司,国药准字Z10950111)治疗,8粒/次,tid,两组均治疗3周为一个疗程。

图5　环境数据测量示意图

图5示意图说明：Temp和Humi分别表示温度和湿度；Smoke表示烟雾；UV是紫外线的英文缩写，全称为Ultraviolet，这里用来表示紫外线传感器的监测情况；IR是红外线的英文缩写，全称为Infrared Radiation，这里用来表示人体红外传感器的监测情况，normal表示监测到的数据正常，nobody表示没有人入侵.

根据国际货币基金组织（IMF）的预测，2018-2019年全球经济增长率为3.7%，主要原因在于2018年欧元区、英国和拉丁美洲的经济数据弱于预期，以及存在全球贸易问题及新兴市场风险。IMF指出，贸易政策以及不确定性的影响，在全球宏观经济层面愈加突出。中国现代国际关系研究院世界经济研究所原所长陈凤英就贸易摩擦阴影下的世界经济与发展环境谈了自己的观点。

烟雾传感器通过A/D转换输出电压值，经监测，正常状态下输出电压值约为0.4 V，而当烟雾浓度异常时，输出电压值均超过1 V，由此设定阈值为1 V，作为烟雾正常与否的判定标准.

该部分作为整个环境监测系统的核心，包括对温湿度、烟雾浓度、紫外线强度和PM2.5浓度的数据采集. 系统将采集数据与阈值比较，判断社区内各项环境因素是否正常，若出现异常，系统将启动声光报警并将异常信息通过GPRS模块发送至乐联网平台；正常情况下，系统则按时发送实时环境数据. 环境数据监测流程如图3所示.

表1　紫外线强度测量值与精度

V－20测量值/（mw·m2）　本系统测量值/（mw·m2）　相对误差/%95　94　1.1 89　87　2.2 82　80　2.4 77　76　1.3

将本系统测量的紫外线数据与紫外辐照度计的测量值进行分析计算，得出本系统测量的相对误差在±3%之间，满足最初的设计要求.

采用SPSS 20.0统计学软件来对本研究中的相关数据进行分析，以（±s）与百分比（%）来表示相关数据，用t与x2来进行检验，P＜0.05则为差异具有统计学意义。

PM2.5传感器数据测量与分析，图6为传感器输出电压与粉尘浓度曲线.

图6　PM2.5传感器输出电压与粉尘浓度曲线

人体红外监测使用HC－SR501传感器，该传感器依托红外线技术，可实现自动控制，具有反应灵敏、系统稳定等优点. 默认工作电压为DC4.5～20 V，可在超低电压的情况下工作，应用范围极广. 当传感器检测到有人出现在感应区域时，对外输出一个高电平，而当人员离开该区域时转为低电平. 高低电平转换期间存在锁存时间，每转换一次，就会设定一个锁存时间段[7]，此阶段传感器不接收任何感应信号，因此可避免负载切换中可能产生的任何干扰. 本系统中采用下拉输入的工作模式连接单片机PB4端.

4.2　人体红外监测情况分析

当HC－SR501监测到距离传感器7 m以内并在＜100°锥角内出现人员时，向单片机输出高电平，经主机处理通过SIM800模块发送人员入侵信息，并进行声光报警. 有效提高了社区安全程度.

4.3　信息采集发布形式

通 过STM32F103ZET6向SIM800输 出AT指 令 进行相关控制[14]. 使用SIM800模块进行GPRS通信，设置指令AT＋CIPSTATUS，可查询当前连接状态；指令AT＋CDNSCFG，如发送：AT＋CDNSCFG＝1，“CMNET”，设置为GPRS连接，接入点为“CMNET”，可配置域名服务器DNS[15]；发送数据则可以使用指令：AT＋CIPSEND；建立TCP连接使用指令：AT＋CIPSTART；关闭TCP连接使用指令：AT＋CIPSHUT.

5　结束语

设计实现了一种智能的社区环境监测系统，详细阐述了系统核心模块的实现原理，该系统将单片机与多种传感器系统结合起来，可以实时监测人们的生活环境，满足现代化智慧社区的需求. 经实验验证，本系统智能化程度高、性能稳定、数据传输可靠、通信方式灵活、成本低，具有广泛的推广使用价值.

一辆2016年出厂的广汽本田奥德赛，行驶里程为1 600km，搭载K24W5型发动机，开启前雾灯后，前雾灯不亮，同时仪表盘上前雾灯的指示灯也不亮，其他一切正常。

参考文献：

[1]潘大伟，李翔. 基于多平台的智能社区信息化系统集成的研究[J]. 信息与电脑（理论版），2015（5）：58－59.

使用GP2Y1010AU0F光学灰尘传感器[6]监测PM2.5数值，可检测直径大于0.8 μm灰尘颗粒浓度，电压以模拟量形式向单片机输出，与PM2.5浓度成线性关系. 工作电压2.5～5.5 V，灵敏度0.5 V/（100 μg/m3），有效量程500 μg/m3，功耗极低. 接单片机PA11端.

[2]蒙海涛，张骥，易晓娟，等. 物联网技术在环境监测中的应用[J]. 环境科学与管理，2013（1）：10－12.

笔者在学校选取了高一B级部320名学生（男生168人，女生152人）开展研究，通过对学生的问卷调查，研究结果如下（见附表）：

[3]黄小东，习友宝. AT32UC3A0512无线传输的温湿度检测仪设计[J]. 单片机与嵌入式系统应用，2012（3）：62－64.

[4]余华星，普布卓玛，孙增丽，等. 基于STC89C52的紫外线检测及液晶显示设计[J]. 西藏科技，2016（11）：76－77.

[5]宋凤娟，付侃，薛雅丽. STC12C5A60S2单片机高速A/D转换方法[J]. 煤矿机械，2010（6）：219－221.

GPRS通用分组无线服务技术[9]是计算机网络上一项重要的数据传输技术，在原GSM网络的基础上叠加了支持高速分组数据的网络，可实现WAP浏览，E－mail等功能. 本系统选用的 SIM800 A 模块是一款高性能高性价比的工业级GSM/GPRS模块，支持4频GSM/GPRS[10]，工作频段为GSM850，EGS900，DCS1800，CS1900 MHz频率. GPRS数据上下行传输最大85.6 kbps. 本系统设计为TTL接口控制，支持3.3 V/5 V系统.T_TX和T_RX引脚分别与单片机上的U3_RX和U3_TX引脚相接，V_MCU选用3.3 V电压. 模块包含DC电源适配器输入接口，建议使用9 V或12 V电源输入（至少1 A）.

[7]渠红光，田晓霞，张雁霞，等. 单次快脉冲锁存同步机研制[J]. 核电子学与探测技术，2014（9）：1086－1088.

[8]丁莹. 数字GFSK调制解调的研究与实现[J]. 电子测试，2010（10）：52－55.

[9]张强，衡雷，孙鹏. 基于通用分组无线业务（GPRS）通信技术的配电变压器监测和管理系统的应用[J]. 电力设备，2008（5）：70－72.

[10]AREBEY M， HANNAN M A， BASRI H， et al. Integrated technologies for solid waste bin monitoring system[J]. Environmental Monitoring and Assessment， 2011 ，177 （1－4）：399.

[11]陈菁，王志华. 基于Android平台的家用无线防盗报警系统研究[J]. 现代电子技术，2015（8）：117－119.

微课程的课程开发管理归属及教学功能定位 课程是传递社会价值观和文化信息的基本载体，具有服务于人的某种需要的功能，体现社会的需要。也就是说课程具有社会属性，微课程也不例外，社会系统的诸要素制约着学校课程的设置。我国实行国家课程管理制度，2001年明确提出实行国家、地方和学校三级课程管理，即国家课程、地方课程和学校课程[4]。依据微课程的基本属性和特征，微课程理当定位于学校课程类型，即通常所说的校本课程，它是信息时代产生的新型校本课程。

[12]刘珍珍，汪涛，郑雪丽. 基于STM32的便携式线阵CCD测量系统设计[J]. 微型机与应用，2016（11）：97－100.

对表1中的数据进行可视化处理，可得到轴重荷载比例关系的直观展示效果见图2，该曲线可作为对应超限0%～10%范围内的载荷分布参考曲线，其他超限范围与此类似。

[13]程晶，那建，杨会金. 舰船设备振动监测阈值设定方法[J]. 舰船科学技术，2012（11）：68－70.

[14]吴振宇，宋曦. 基于SIM908和KL25的浮动车定位器设计[J]. 计算机测量与控制，2015（9）：3151－3154.

[15]秦臻，肖春静，李乐民. 基于云的域名解析服务模型[J]. 通信学报，2013（2）：15－22.

宴席上，侯府的歌伎进来演唱，卫青的三姐卫子夫也在其中，结果刘彻看上了卫子夫。卫子夫被送进皇宫，卫青也被安排到建章营当差。