基于RT-Thread的场地土壤基础信息现场评估与实时传输系统设计

作     者：刘康 

作者单位：南京信息工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘恒

授予年度：2022年

学科分类：082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 

主      题：污染场地监测 3S STM32 RT-Thread 物联网云平台 

摘      要：我国污染场地的再开发利用面临较高的环境与健康风险,迫切需要及时掌握污染现状。在国务院办公厅于2016年印发的《土壤污染防治行动计划》中,将土壤环境污染现状研究和监控纳入了基础性工作,其中挥发性有机物、多环芳烃、重金属、石油烃等污染物的污染状况调查是当前的重点任务。目前,场地土壤污染信息收集仍以文字记录和照片为主,不能及时联网共享,并且场地现场信息采集和污染监测全过程缺乏实时监督。本设计拟在3S技术(全球定位系统、遥感技术、地理信息系统)基础上,结合我国重点行业污染场地土壤基础信息调查、治理恢复、风险预测等对土壤基础信息的需求,开发出具备多种功能的污染场地土壤基础信息现场评估与实时传输系统。移动终端下位机由电源电路、主控最小系统电路、北斗定位模块、土壤基础信息采集接口电路、周围环境传感器电路、蓝牙通讯电路、SD卡接口电路以及显示屏接口电路组成,对电路进行原理分析后完成PCB板绘制,并针对野外环境下的使用情况进行了抗干扰设计。嵌入式端软件设计方面,首先分析了RT-Thread操作系统的线程调度、中断管理以及启动流程等方面,然后在STM32L475VET6主控芯片上实现RT-Thread的移植,最后根据操作系统设备驱动框架,以多线程的任务方式运行多个功能性线程,实现对土壤基础信息的读取、处理及传输等操作。应用软件部分基于Android操作系统开发上位机APP,并与阿里云物联网服务器对接,确保现场采集数据的及时回传与远程云端存储。同时将土壤基础信息数据、北斗定位信息、周围环境信息等数据以水印的方式刻在现场拍摄照片上,对污染场地治理情况全程留痕记录。文章的最后选取多块取样点的土壤样品对系统进行测试,结果表明,本设计从下位机终端到上位机APP再到云端服务器通讯链路正常,数据传输无误,基于水印留痕处理后的图片与现场实测得到的数据可以实现场地土壤多源数据的融合与综合应用。