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作为与环境保护相融合的生态系统模式，主要就是突出在环境保护中，对各个影响因素进行相应的代表值的测定，通过现代化技术的融入，在整个监测中采用计算机信息软件等功能，更好地为环境质量的好坏提供全方位的技术控制。在监测的过程中，通过采用现场督察、资料的收集以及监测设计计划、布点设计、样品监测等方式，形成对数据分析处理、综合指标的评定等综合运用，结合在生态环境监测主管单位的整体监管中，形成自然因素、人为因素的环境保护模式，形成科学有效的监管办法。
1.2整体功能的发挥
在生态环境监测系统中，主要是通过技术运用的手段，围绕在经济社会发展中的各个要素，在污染要素、生态环境破坏等方面形成技术性的控制，这样可以更加突出在整个监测中的技术模块，为实现可持续发展提供良好的支持。其中，通过对空气质量、废水排量等有效的数据控制，能为环保监察的执法提供科学的依据，全面加强生态环境保护的整体运用。
2生态环境监测中存在的问题
2.1业务水平不强
在环境检监测的处理过程中，由于专业队伍人才的缺乏，不能全面适应整个监测的需求，有的监测机构即使配备了相关的人员，但是在专业技能上还是不能与整个监测技术相吻合，对于监测中空气质量、地下水以及废水等指标的测量，不能形成整体的管理水平，因此不能适应整个监测业务的整体功能。
2.2过分强调经济效益
受到传统思想的影响，在生态环境的监测中，由于空气质量的下降、水污染的严重加剧，空气质量的全面降低，在追求经济发展的过程中，全面强调对整个经济的发展步伐，在电子产品、化工药物、能源开发等过程中，采用的是粗放式的开采模式，因此，没有技术开发的模式，也不能实现产业结构的优化与调整，在经济发展的过程中产生了很大的生态问题，不能形成可持续发展的整体运行态势。
2.3生态破坏的严重性较大
在环境破坏中，对于生态环境的影响是一个关键性的因素。尤其是在整个经济大背景下，环境污染的形成不是一时的，主要的过程是经历日积月累的。生活环境中各种空气要素遭到破坏，不能形成一种健康的生态方式。在环境监测的系统模式中，也不能进行全方位的优化，从而不利于环保部门对于环境的整体控制，在技术上不能全面创新，这些都不利于环境生态监测技术的整体升级和在具体运用中的作用发挥。
3生态环境监测技术的运用方式
3.1遥感与GIS一体化集成技术
遥感图像类似于栅格数据。在GIS，遥感和地理信息系统数据级轻松实现一体化。GIS软件在图像处理方面比较弱，而遥感软件在数据管理及空间分析方面非常欠缺。遥感图像分析功能可以被用来作为一个核心组件和GIS的集成，我们必须首先解决数据在两个平台之间的互操作性问题。遥感影像获取成本相对较高，且需要占用较大的存储空间，如果为每一用户都单独配备相应的影像将需要花费较大的代价。而遥感影像的使用特点是多个用户经常在同一幅影像上进行相应操作，也就是以共享方式使用影像。因此基于WebServices的共享方式能集中利用服务器的软、硬件资源，方便终端用户的使用。其次是平台一体化。如果在菜单中的遥感图像处理的结果可以被直接发送到GIS软件，没有中间的保存、打开，类似于GIS的分析软件，该软件直接进入远程同步显示或另一个软件集成软件的常用功能，虽然在两个不同的软件平台下工作，但效果类似。
3.2数据库内容和组织
数据层由空间数据库和属性数据库两部分组成。其中，空间数据库包括评价区域基础地理数据和遥感数据；属性数据库包括国家生态环境质量评价技术规范，相关术语的解释，土地利用分类系统地类代码、含义以及一二级地类匹配关系，各个评价指标权重及计算方法，社会经济统计数据和环境质量数据等。同时，将空间数据和属性数据通过统一的ID关联。关系模型实际上是一种简单的二维表格，适用于具有简单属性（属性不可分），且属性个数固定的对象，但不能直接表示属性个数不定的空间数据，如一条线上具有不同的空间点。
3.3突出环境保护监测网络化建设
对于生态环境监测的每一个科学指标，尤其是在监测网络系统的构建中，最主要的是实现整个系统管理的规范化，在严谨的设计过程中，有针对性地形成技术融合模式，才能更好地实现网络化建设的优越性。在科学优化的基础上建立并完善全国环境监测网、生态环境监测网，根据分级管理原则和环境管理的需要，建立并完善国家、省、市级环境监测网络管理及运行机制，制定章程和规范，统一协调，合理分工，相互配合。监测站承担大量基础性、常规性的环境质量、污染源监测工作，监测总站和省站不承担或很少承担具体监测任务，重在监测科研，进行监测技术路线、监测标准规范体系、分析方法体系、环境质量综合分析评价技术体系、质量控制技术体系的深入研究。
2防雷接地地网的检测方法
防雷接地地网的接地电阻的测量有多种方法，一般有电压、电流法、比率计法、电桥法等检测方法[3]。如图1所示，无论采用哪种检测方法，均需要采用二到三根辅助地极放至于合适的位置上，并采用相应算法的仪表—接地地阻测试仪进行测试。以接地电阻检测最常用的一种方法-电压、电流检测法为例进行探讨，在实际检测中，防雷接地电阻检测中要增加辅助地极及地极引线，每次的检测均需要花费大量的时间进行辅助地极的选点（辅助地极插入点）并安插到地面泥土层及引线接线，比较麻烦。当选点处后期被占用，如加上了水泥、沥青地面、其他装饰构件或建构物等，这样就对检测造成困难或无法检测。
3防雷接地地网的周期检测的实用性方案探讨
针对于检测的特性及每次检测时所花费的时间与精力，及由于加上了水泥、沥青地面、其他装饰构件或建构物等影响后期的检测问题，均有理由对检测方式方案进行进一步的改进。为解决以上所提出的问题，第一步可以在从开始地网建设时就设立好检测点，并在检测点上安装上检测辅助地极，并从辅助地极处敷设好导线，导线一端连接辅助地极，一端在接地电阻检测仪检测点处引出，每次检测时，只要将接地电阻测试仪和引出导线连接上即可检测。辅助地极导线的敷设可按现场情况敷设，建议采用管道保护，从而增加其耐用性。当辅助导线敷设好后，复检时就不再受检测点处的再建物的影响（当再建物在建设时，应当对所敷设的导线进行保护），且每次检测时花费时间更小，又因辅助地极选点无变化，得到的数据对比性更强。
4实现接地地网的实时监测方案探讨
如上述，接地地网解决了选点问题和再建物的影响问题，但仍然要操作人员选择时间并到现场进行检测，对地网的监测仍然达不到实时监测的要求。要做到接地地网接地电阻值的实时监测，则应进行进一步的改造。可以在辅助地极引出导线处加入智能检测仪表，或增加控制线路，控制线路可使仪表周期性动作，时间可内定，并可读取接地地阻测试仪所检测的数据。读取数据后再由一个如DTU（无线数据发送模块）的设备通过GPRS网络进行无线发送至服务器或其他方式的数据发送到服务器，通过服务器的数据处理后，再由服务器通过Inter⁃net网络传送到监测端如用户电脑，用户电脑并安装相应的软件平台，用户电脑接收数据后并分析，对防雷接地地网电阻值进行统计出表，对不合格的地网进行报警或告知管理人员，从而实现接地地网接地电阻的实时监测。
以目前的全国业务化海洋环境监测任务为基础，对上报的监测任务进行标准化命名，如海洋生物多样监测、海洋大气监测，对不同填报的名称进行标准化处理。
1．2组织单位名称的标准化处理
各地上报的组织单位比较混乱，有的上报了监测机构名称，有的上报了其隶属的行政部门名称，不利于监测任务的考核。根据国家海洋环境监测工作任务以及各海区年度海洋环境监测工作方案，目前组织单位主要包括国家海洋局局属单位、3个分局、11个沿海省（自治区、直辖市）海洋行政管理部门和5个计划单列市海洋行政管理部门，如国家海洋环境监测中心、国家海洋局北海分局、辽宁省海洋与渔业厅、大连市海洋与渔业局，对不同填报的组织单位进行标准化处理。
1．3监测区域名称的标准化处理
由于各地方上报的监测区域不够规范，且很难表现出更多的区域信息，同时考虑到区域统计分析，因此需对监测区域进行规范化命名。监测区域命名结构为：沿海地区／海区＋沿海城市／特定区域＋名称，其中沿海地区／自然海区和名称字段不能省略，沿海城市／特定区域字段若无可以省略。如，辽宁葫芦岛赤潮监控区，广东近岸、福建厦门近岸、东海近海及远海，对不同填报的监测区域名称进行标准化处理。
1．4监测要素名称的标准化处理
每个监测任务里包含了不同的监测要素，且不同的任务可能会监测相同的要素，因此需对监测要素进行规范命名，以便对相同的要素进行统一分析、数据量统计等。以目前的业务化海洋环境监测要素为基础，对上报的监测要素进行标准化命名，如水文气象、海水水质、沉积物质量、浮游植物和浮游动物等，对不同填报的监测要素进行标准化处理。
1．5监测参数及单位的标准化处理
由于每个监测要素需要监测不同的监测参数，如海水水质需要监测化学需氧量、氨氮和溶解氧等。而每个监测参数的名称在写法上有不同的形式，如化学需氧量也可写为COD，氨氮也可写为氨－氮或NH4－N等，给数据的统计、评价带来一定的不便，因此有必要规范不同监测参数的名称。另外，每个监测要素的单位也需统一规范。如重金属的锌元素，有的上报其参数单位为mg／L，有的上报为μg／L。在数据统一进入标准数据库时，需将单位统一。参照国际标准、国内海洋环境监测调查规范以及各地监测机构的填报习惯等，针对不同的监测任务和监测要素，对每个监测参数的名称及计量单位进行标准化处理。
1．6站位基础信息的数据类型标准化处理
监测数据的类型包括数值型、字符型、布尔型和百分比等。对站位基础信息如站位编号、经纬度、监测日期、水深和层号等的数据类型进行规范。（1）站位编号。上报的站位编号大部分为字符型，但也有站位编号为1、2、3等，为数据库的统一管理，需统一转换为字符型。站位编号不规范主要有以下几个方面：①站位编号英文大小写不一致；②监测机构各自命名；③在站位编号上加“临”“平行样”和“空白样”等字样。参照目前海洋环境监测站位编号规则，由任务编号、海区编号、类别编号和站位序号顺次排列组成。对站位进行统一编号。对于历史站位编号的确认，可通过核查相关的监测数据、核实年度监测方案、联系地方监测机构等方式，将站位编号统一。（2）站位的经、纬度。上报的经纬度有两种形式：一个是小数形式，另一个是度分秒形式。为便于计算机的计算方便，目前统一为小数形式。由于经纬度的小数位数不一致，会导致部分空间定位有细微的差别。结合监测任务计划和实际监测情况，统一经纬度的有效位数，目前保留到小数点后6位。（3）监测日期。上报的监测日期格式不一致，主要形式为：“2011－08－20”“2011／8／20”、或为时间型等。现统一其形式为“2011－8－20”，年份：填满4位；监测月份：1—12，月信息小于10，前位无需补零。注意检查，监测年份是否为该年度；月份是否大于12；日期是否在该月的自然日以内。（4）采样深度与层号。部分地方监测机构在该填报“层号”的地方填写了采样深度，同时层号不统一，有的为中文———“表层”“中层”“底层”；有的为英文———“S”“M”“B”。《海洋监测规范》中对水深和相应的采样层次进行了规范。对层号，统一用英文表示。其中：表层为S；底层为B；若只有一个中层用M表示，若为多个中层，则分别用M1、M2、M3等顺延表示。另需检查层号与层深的匹配情况，若层号为S（表层），则采样深度应小于或等于2m；层号为B（底层），则采样深度大于3m。部分填报机构填写层号时，出现表层填写“B”和底层填写为“D”的现象，可能是按“表层”和“底层”的首拼音字母填写造成的。
1．7监测参数不规范类型的处理
监测参数的不规范类型问题，主要应注意以下几点。（1）大于号、小于号。某些监测参数如重金属、大肠杆菌数等，其监测参数值上报中含有大于号或小于号。此类数据通常不影响其评价等级的判定，但会影响该类参数最大值、最小值、均值等统计的结果。可研究该参数的理化性质并联系地方监测机构，确认该参数的具体值大小。其缺省解决方法是删除大于号、小于号，以便该参数的统计及评价。（2）未、无、“－”等字样。结合年度监测任务，联系地方监测机构，确认该监测参数是未被监测，还是低于检出限。未监测用空值表示；低于检出限用“未检出”表示。（3）空格及其他无效字符。上报的监测数据中常含有空格及其他无效字符，使得计算机在识别、归类等过程中出现异常。可核查监测数据的内容和性质，确认为无效字符后，对数据值前、后含有的空格或其他无效字符进行删除处理。对经纬度空缺，可核查相关的原始上报数据集和年度监测工作方案，或联系地方监测机构；对层号空缺，可根据水深判断，或联系地方监测机构补缺；对某些监测参数值空缺，可结合年度监测任务，联系地方监测机构，确认该监测参数是未被监测，还是低于检出限，再根据判断结果给出规范填写。
2监测数据的齐全性检验
海洋环境监测数据的齐全性检验，是以海洋环境监测方案为依据，检查监测方案中规定的监测数据是否全部上报完整。首先对国家海洋环境监测工作任务以及各海区年度海洋环境监测工作方案进行分析，对监测工作方案进行信息解析，按空间维度、指标维度和时间维度对监测任务进行细化，空间维度包括监测站位、监测区域、管辖区域等，指标维度包括监测参数、监测要素等，时间维度包括监测时间等。其中监测站位、监测参数、监测时间是空间维度、指标维度和时间维度的最小单元，通过对最小单元的数据量统计，可获得其上一统计单元的数据情况。因此对海洋环境监测方案的解析按监测站位、监测参数和监测时间3个方面进行分解。对照监测方案，检查接收的数据是否存在区域、站位或频次等有空缺监测的情况。记录缺失的原因：可能由于某些缘故未能进行监测、地方调整了监测方案或地方漏报。仔细核查年度监测任务计划，联系地方监测机构确认。
3站位基础信息数据质量控制
3．1空间位置检验
空间位置检验主要针对调查单位在站位信息汇总过程中可能出现的录入错误。将调查站位经纬度转换为十进制的单位后，通过利用GIS生成站位图的方式检查站位落点所在位置，看其是否落在规定的监测区域，对于断面上的调查站位，还要检查其是否明显偏离断面沿线。同时还需检查“相同的站位编号，经纬度不同”和“不同的站位编号，经纬度相同”等数据空间位置精度的问题。对于该类问题，可通过核查相关的监测数据、核对年度监测任务、联系监测机构确认等方法，予以更正。
3．2站位基础信息一致性的检测
根据站位基础信息一致性检验方法，即监测区域、站位编号、站位经纬度、监测日期等基础信息决定一条数据记录，根据不同的监测任务和监测要素，分析站位基础信息一致性是否符合。针对站位编号和经纬度不一致的情况，从空间位置检验是否合理，并核实监测方案进行解决。针对监测日期相同且站位编号相同等情况，判断两条记录的监测参数值是否完全一致，若完全一致则认为是重复记录；若不完全一致，可认为是平行样记录，并进一步核实。
3．3数据记录重复的处理
海洋环境监测数据的上报过程中存在很多重复的数据记录，产生这种重复记录的主要有如下原因。（1）地方上报数据时，重复上报了监测数据集，如8月份上报了5月份和8月份两份数据；年底将全年的监测数据再次上报。（2）不同监测机构报送的重复数据，如属于上下两级监测机构（省、计划单列市）重复报送。（3）地方监测机构监测人员填写报表时，将某些记录重复填写。（4）地方监测机构监测人员填写报表时，将平行样的数据填写。（5）数据集合并时，将曾经合并过的数据集再次合并。对于重复的记录数据，在建立环境监测数据库中应做剔除处理。
3．4平行样的处理
平行样数据只作为监测数据质量保证的辅助，在实际统计、评价和监测数据时需区别对待。一般来说，只有少数站位上报的数据是平行样。为了数据量统计、环境质量评价等的需要，对于平行样的记录数据，可将监测参数值进行求平均处理。
4监测参数数据质量控制
4．1值域一致性检验
在海洋环境监测中，每个监测参数有其对应的经验值域范围，通过值域检测规则对填报的监测数据按不同监测要素分别对每个监测参数值进行检验，对于超出值域范围的值，需进一步分析该区域其他站位、其他频次、周边站位的参数值情况，并结合监测任务性质以及超出值域比例，从而判断该参数值的可靠性。
4．2逻辑一致性检验
某些监测参数间存在一定的逻辑关系，即监测参数与监测参数间存在某种相关关系，有些关系具有一定的规律性，根据逻辑一致性检验方法，对于不符合逻辑一致性的监测数据记录，应进一步同监测机构进行核实。
4．3数据输出
对文件进行批量检验处理，对于检验结果，给出合理且足够详细的错误提示，并保存质检日志，使得数据便于修改。为了区别一个数据是否进行了质检、是否通过质检，以及了解质检的情况，需要对质检过后数据增加一个质量控制符号，简称质量符。综合参考“国标GB／T12460－2006海洋数据应用记录格式”以及“908海洋化学标准记录格式”等质量符格式。其中，“908海洋化学标准记录格式”中质量符2表示可疑倾向正确，3表示可疑倾向错误，本研究将这两者综合考虑，记为可疑；另外，“908海洋化学标准记录格式”中质量符8表示痕量，由于与“未检出”有一定的重叠，因此本研究只采用“未检出”。表1给出海洋环境监测数据的质量符及说明。一般来说，数值型的监测参数数据，对其质量检验出有问题的只能作为“可疑”处理，不宜随意修改或删除。除非经过专家经验检验，并经监测单位核实，可明确其为错误的，其质量符方可标注为“4”。对于监测站位基础信息，如监测日期、站位编号、经纬度、层号等，检验出有问题的，可根据检验情况，标注其质量符为“4”或“3”等。按步骤完成监测数据处理流程后，可分年度或季度对处理的文件形成数据处理报告，并制作经标准化处理和质量控制后的标准数据集。
在环境监测信息管理中，计算机技术的运用主要是实现对收集到的相关信息进行数据的录入、修改以及查询、处理等，形成对环境监测数据的备份、恢复等存储管理，在对数据进行初级的处理之中，形成自带软件的数据计算、统计以及简单的数据分析，从而为数据计算的准确性提供有效的帮助，可以有效地提高环境监测中数据运用的整体效率。
1.2实现监测数据的共享
通过计算机技术的融入，形成对数据共享的管理模式。尤其是在建立局域网的情况下，可以通过内部网络系统的方式，将监测到的环境指标与数据，通过文件共享、远程控制等方式，增强对数据共享的使用能力。不同部门可以形成对数据的共享模式，增强整个数据交流与处理的能力，并实现计算机操作模式下的无纸化办公模式。
1.3数据的有效性
通过计算机信息技术的融入，环境保护部门对于监测到的环境相关数据，环保部门通过网站、新闻媒介以及其他的方式，将环境信息进行有效的。从而有利于大众对环境监测信息的摄取，对于环境质量数据信息，在计算机技术的处理下，形成整理、分析、定期向环保部门传输的方式，能准确地传达有关的环境信息。
2计算机技术在环境监测信息管理应用中存在的问题
2.1监测数据处理能力相对较低
在对环境监测中收集到的信息内容，不管是在有计算机运用的部门，还是部门完全实现计算机管理，在数据的类型、格式、结构、存储方式还没有形成规范化的运用，虽然在局域网的操作模式中，还是不能对整个监测数据形成有力的运用。譬如，在水质检测中，对于某一个监测断面的监测数据通过文本形式存放，在进行质量控制的过程中，要对断面污染状况进行分析，就不能从中获取准确的数据，要重新录入，这样就增加了整个工作量，不能充分发挥出数据的有效性。
2.2计算机综合管理还存在弊端
在计算机技术的管理中，有些计算机网络还存在一定的安全隐患，由于在操作过程中，对于硬盘数据的访问相对频繁，在使用文件设置的过程中，就不能对整个硬盘数据形成共享的模式。这样可以在没有权限的情况下，对数据进行复制、修改等，造成网络管理的安全不强，容易造成网络病毒甚至是黑客的侵入，从而导致监测数据的丧失或者相关数据的泄密，产生更大的不良影响。
3计算机技术在环境监测信息管理中的应用
3.1整体技术的控制因素
由于生态环境质量与人类生活息息相关，开展区域生态环境质量评价要求快速、准确、合理。同时由于生态环境质量与植被、大气、水、噪声等多种因素密切相关，需要一种快速有效的技术计算出生物丰度指数、NDVI指数、植被覆盖度指数、水网密度指数、环境质量指数、污染负荷指数和生态环境质量指数来描述生态环境质量状况，并制定相关的对策。所以，根据《生态环境质量评价规范》，采用遥感和GIS技术，开发一个生态环境质量评价业务化运行系统势在必然。然而，经过调研，国内外虽然已经大规模的应用GIS和遥感技术进行生态环境质量评价，但成熟的、业务化运行的生态环境质量评价系统却寥寥无几。即使有也过分偏重于GIS，功能相对比较单一，大部分仅限于生态环境信息的查询与统计以及一些基本的GIS功能，不具备如图像裁剪、镶嵌、图像变换、几何纠正、分类等遥感数据加工和信息提取功能，而数据加工和信息提取在生态环境质量评价业务中必不可少，它为生态环境质量评价业务提供了有效的数据信息保障。
3.2数据一体化管理与共享
3.2.1数据互操作
遥感图像分析功能可以被用来作为一个核心组件和GIS的集成，我们必须解决数据在两个平台之间的互操作性问题。要注意两个方面的问题：首先，遥感数据和GIS数据存储都支持的标准格式。由于需要借助标准文件格式，处理过程变得复杂；其次，两种系统都支持对方的文件格式。这种方式不需要对已有文件进行格式转换，处理起来更方便。
3.2.2栅矢数据集中和分布式管理
遥感数据通常以栅格数据存放，而GIS数据通常为矢量格式，在一体化存储方案中，同时支持两种文件格式，并支持分布式管理。
3.2.3基于服务的企业级共享
遥感影像获取成本相对较高，且需要占用较大的存储空间，如果为每一用户都单独配备相应的影像将需要花费较大的代价。而遥感影像的使用特点是多个用户经常在同一幅影像上进行相应操作，也就是以共享方式使用影像。因此基于WebServices的共享方式能集中利用服务器的软、硬件资源，方便终端用户的使用。
3.3栅矢数据集中和分布式管理
ArcGIS的核心数据模型Geodatabase，它是按照一定数据规则来存储空间数据或属性数据，并实现多源空间数据的放缩式管理；它也是一种较好的遥感与GIS数据一体化储存模型；它分为三个层级：FileBasedGeodatabase、PersonalGeodatabase、Enterprise（SDE）Geodatabase。其中Enterprise（SDE）Geodatabase支持分布式管理与储存，如图1所示ENVI完全支持ArcGISGeodatabase各个级别的读写，在ENVI、ENVIZoom、ENVIEX中都可以通过菜单RemoteConnectionManager打开相应的面板，也可以通过SavetoArcGISGeodatabase菜单将数据保存到Geodatabase。
3.4生态环境质量评价
经过图像裁剪、增强、几何纠正、图像变换、图像分类以及分类后处理几个步骤后，获得研究区域图像分类图。结合数据库中各个地类匹配关系、侵蚀度级别以及各个指数归一化指数，分别计算NDVI指数、生物丰度指数、环境质量指数、水网密度指数、植被覆盖度指数、生态环境质量指数和污染负荷指数，并将计算结果以专题图的形式表现出来。生态环境质量评价菜单包括以下子菜单，分别是新建评价区域图层、归一化系数配置生态环境状况指数、生物丰度指数、水网密度指数、植被覆盖指数、环境质量指数等。
2工程难点及解决方案
2．1跑道监测难点
要确保跑道正常使用不停航，对监测有以下要求：①监测人员不能进入跑道；②跑道上不能做明显的标志，确保飞行员视线安全；③根据机场安排时间进行监测，听从机场塔台安排；④确保监测精度。
2．2解决监测难点的方案
①监测人员除布点的几个小时外（安排在停航后的夜间，4h内完成）不进入跑道，采用徕卡TCRP1201＋系统，对跑道进行不间断的扫描，数据通过监测基站发回办公室，进行实时处理，实时反馈；②跑道上不做明显的标志，在跑道上间隔贴上反射片，反射片数量要少，贴在隧道中间、两边等关键位置的跑道上；③采用徕卡TCRP1201＋仪器进行数据采集，莱卡具有激光系统，可保证夜间正常监测；④距离观测站越远的测点误差越大，反之则越小。全站仪的误差为1s，经过计算，采用反射片的关键部位最大误差可控制在0．7mm以内（距离150m），最小误差0．3mm。通过以上措施，数据实时采集、实时监测、实时反馈，同时与其他监测数据进行分析比对，确保监测数据的真实有效性。
3监测技术要点
3．1测点布置
在跑道设31条测线，共设置测点402个。根据专家意见，为尽量减小影响，将贴反射片测点位置定为10m。平面布置见图1。为确保反射片与跑道粘结紧密且不受飞机发动机气流影响，用打磨机在跑道上打磨，测点比跑道低3mm，清理干净，用环氧树脂胶打底，将10cm×10cm反射片贴在跑道上。
3．2监测基站设计
监测基站（见图2）设置在工作坑与隧道开挖影响范围外，基站位置距离跑道150m，视野通透，可以观测到每个监测点。根据方案比选，为满足机场安全要求，基站材料采用易碎的PVC材料，确保即使飞机冲出跑道与基站相撞基站首先碎裂。基站做成一个高6m、边长3m的等边锥形网架结构，全站仪在结构顶部，并设置防护。在基站顶部设置太阳能警示灯，夜间警示灯自动工作。基站结构底部采用1 000mm×1 000mm×500mm素混凝土底座，底座内埋设锚杆螺栓，螺栓与钢板连接，钢板上焊接钢管，钢管与PVC塑料管热熔连接。基站结构表面刷红白相间的警示图案。每次运送仪器及测量人员通行采用升降梯，测完升降梯收回。在网架结构顶部设操作平台，平台上设全站仪保护装置。
3．3数据采集
3．3．1监测点坐标的测量
如图3所示，A、B、C三点坐标分别为（XA、YA、ZA）、（XB、YB、ZB）和（XC、YC、ZC），假设全站仪位置为A点，B点为后视点，D点为瞄准点，则由A点的三维坐标（XA、YA、ZA）和B点的三维坐标测量出D点的三维坐标（XD1、YD1、ZD1）；同样，后视点为C时，也可测出D点的三维坐标（XD2、YD2、ZD2）。直接按三维坐标精度分配，两次得到的坐标取平均值，即为最后得到的布置点D的坐标（XD，YD，ZD）：XD＝（XD1＋XD2）／2，YD＝（YD1＋YD2）／2，ZD＝（ZD1＋ZD2）／2。
3．3．2地表位移
先测得监测点D的初始坐标为（Z0D），随着施工的继续推进，根据监测频率的要求跟踪监测坐标的变化，当监测点的坐标基本稳定时可停止监测。第k次测量后，计算得D点的坐标为（ZkD），则有在k周期的垂直位移为：ΔZkD＝ZkD－Z0D。
4实施效果
为比对监测基站测量的数据是否满足监测要求，在机场停航期间，采用人工测量的方法对数据进行比对，发现人工测量误差与基站测量误差在0．5mm以内，监测基站数据采集真实有效，方案取得成功。
2生物发光监测技术
大自然非常神奇，各种各样的生物都有。而在其中有些昆虫会发出亮光，比如萤火虫。其实不止萤火虫等昆虫，包括真菌、细菌等在内的许多生物也都可以发出亮光。这些细菌天生对土壤中的重金属敏感，会根据重金属的多少而发出强弱程度不同的光。只需要通过判断其放射荧光的强度便可以对其所处环境的污染程度完成监测。较之常规监测方法，生物发光监测技术具有监测方便、快速、特异性强、灵敏度高等特点。
3生物酶技术
3.1处理功效高
生物酶技术利用微生物和酶结合，极大地提高了其处理污染的效率，较之通常的化学和生物方法，生物酶技术可对有机物进行快速降解，速度得到极大提升，是传统方法的百倍。将生物酶技术应用到污染物之后，可迅速祛除污染物的臭味，同时也能对水质进行净化处理，甚而降低COD、BOD5、氨、氮等的含量。这也是有些洗衣粉品牌在广告语中强调酶含量的原因所在。
3.2适应性更广
生物酶技术通过微生物和酶的结合，大幅度增加了微生物对环境的适应性，使得微生物可以在多种生存条件下得以生存并逐渐适应多种温度和pH值范围。如此一来，微生物便可以在低氧环境中也能有效发挥作用。
3.3更有针对性
生物酶技术现在拥有多个研究配方，甚至多达四十多种。可在不同领域、不同用途和不同的污染环境中广泛使用；即使碰上处理不了的，也可根据具体治理对象的具体情况，专门研发出针对性的、最具效力的配方。
3.4治理成本最低
生物酶技术产品投入资本小，但治理效果却十分显著。无需花高价购买地皮建厂，也不必购置大型仪器，在综合治理成本上有着明显优势，非常值得采用。
3.5纯绿色环保
当今环保意识已逐渐渗透到每个人们的心中，绿色产品成为人们普遍关注的焦点。而生物酶技术产品由纯天然菌种和酶复合后生成，在它的成分内既无转基因，也不包含任何的化学物质，也自不会给环境造成二次污染，是一种生物技术在环境保护应用上非常值得大力推广的环测方法。
4生物芯片技术
生物芯片技术起源于速测试试条发明后的次年，亦即1995年，通过这项技术，数以万计的基因的表达情形都可以被自动且迅速地监测出来。依照固定于芯片上的探针种类的不同，生物芯片可分为基因芯片、蛋白芯片、细胞芯片以及组织芯片等。近日，国外的一个资深生物学家通过不断研究，发明了一种新的，独特的，可提供更多基因信息的组织芯片和细胞芯片。较之基因芯片或蛋白芯片，组织芯片可提供的信息更为庞杂，对于环境监测而言更为有用。因此许多环境科学家逐渐意识到了生物芯片技术的强大，并将之引入到环境科学研究中来。在科学技术较为发达的西方国家，他们基因学研究的新趋向便是基于生物芯片技术的环境基因学。作为科学技术稍显落后的我国，在生物芯片研究上成果并不那么突出。好在国家自然基金委与科技部都对这项新兴技术予以大力支持，并将之列入了前沿课题项目中，相信在不久的将来，我国的生物芯片技术也会取得非常成就。
5生物传感器技术
电子科技技术研发的不断深入、以及生物技术的研究的持续发力，使得生物传感技术应运而生，并获得人们的逐渐认可。它的特点在于高度集成化、微型化和自动化，能够快而有效地帮助环境监测进行有害物质分析。不仅常被用于环境监测，在食品工业与生物医药领域也都应用广泛。生物传感器通常由转换器和敏感材料（分子识别单元）俩个部分构成，其特点为:测定速度快、成本低、且操作简便。相信在未来会被广泛应用于环境监测中去，会大有所为。
系统硬件主要由传感器节点、协调器、控制开关器和上位机组成。传感器节点由传感器、处理芯片、及通信模块组成，主要有温湿度传感器、H2S气体传感器、NH3气体传感器等；控制开关器主要是由主芯片、继电器电路、接收通信模块组成，主要用于控制通风设备的工作状态；协调器负责网络的建立维护和数据的中转，主要任务是为各个传感器分配地址，建立和维护网络；上位机负责数据的接收、存储，并能根据设置的参数进行预警作用。传感器节点由MSP430系列处理器模块、无线通信模块、串口通信模块、传感器模块、电源模块和其它扩展模块组成。选取MSP430系列处理器主要考虑低功耗。为了提高节点间的通信距离，需要在发射器的输出端和发射天线之间增加一个功率放大器，并且采用定向传输技术。各种传感器模块、控制开关器和协调器都是独立设计的，利于节点的重复使用，提高灵活度。
2．2定向天线技术
定向天线（Directionalantenna）是指在某一个或某几个特定方向上发射及接收电磁波特别强，而在其他的方向上发射及接收电磁波则为零或极小的一种天线。定向天线具有增益高、方向性好等特点，能够有效抑制干扰信号，大大减少节点之间的信号干扰，增大了数据的传输距离和数据传送效率，降低信号传输的时延和节点的功耗、提高空间复用度，能够使多个节点同时传输，空间复用率高。并且通过定向天线传输增加额外增益能够实现WSN节点的远距离通信，协议可靠性高，时延小，有效提高了WSN网络吞吐量。
2．3节点软件系统的组成
软件的设计主要由传感器节点软件、控制开关器软件、监测软件组成，除监测软件外，所有程序采用C语言编程实现，监控软件采用eclipse软件结合an－droid－sdk完成。各个应用程序主要由各个传感器硬件模块的驱动、数据采集和通信协议。
2．4通信协议
2．4．1通信算法
针对养殖环境参数监测过程中存在有障碍物影响，会导致传输距离受限制、监测精度不高等结果，因此设计了传输通信协调。通信协议算法主要包含四个阶段：初始化阶段、路由发现阶段、数据传输阶段、路由重发现。
1）初始化阶段
当系统启动时，设置一个启动定时器tt1时间，当tt1时间到达后，节点就定期时间（tt2时间内）向周围节点发送信号HELLO信息，发送HEL－LO信息后就等待回复号RET信息，如果在tt2时间内收到周围节点的RET信息，标注节点已被发现。同时，周围节点在收到HELLO信息后，就会把此节点作为邻节点保存在临时列表中，在tt3时间内向发送节点发送RET信息。如果此节点在自己的通信范围内，就作为自己的邻节点保存在正式邻点列表中，否则抛弃此节点。
2）路由发现阶段
每个节点计算邻居节点的数量，并且根据本身的能量、与基站节点的距离、整个网络节点的均衡等因素，设置成为初始的簇头节点，各个簇头负责簇内数据的采集。除此，各个簇头之间，为了保证路由的可靠性和降低传输数据消耗的能量，采用单跳或多跳的传输方式传输数据。如果簇头节点在基站的接收范围内，就直接把数据传送给基站，如果不在基站接收范围内，就计算各个簇头离基站的位置、本身剩余的能量，保证传输消耗能量最低原则，采用多跳方式传输数据到基站。
3）数据传输阶段
当网络进入稳定状态，簇内成员节点将采集的数据传送给簇头节点，为了避免数据冗余，簇头节点进行数据融合后发送给基站。数据会按照设计的数据传送格式进行传输。
4）路由重发现阶段
由于能量的限制，如果一直保持原路由进行数据传输，就会导致节点能量过多而不能工作，从而破坏整个网络的正常运行。考虑到簇头在网络运行中承担更重任务，设计簇头更换策略。簇头更换策略主要取决于三个因素：选举系数、边缘位置、阈值能量。选举系数决定簇头选举的时间和更换的轮数，设置合理可行的选举系数保证整个网络性能；处于边缘位置的节点若成为簇头，会因传输距离太远，容易耗尽能量而死亡；阈值能量设置得太大，导致很多节点不能成为簇头，势必会因数据传输距离过远，导致网络的不稳定。所以，簇头更换策略是当簇头的满足选举系统时，进入到簇头更换，此时选取出簇内具有最大剩余能量的节点，判断此节点是否处于边缘位置，如果处于边缘位置，继续寻找簇内第二大剩余能量节点，一直到不处于边缘位置为此，然后判定其剩余能量是否大于阈值能量，如果满足则设置此节点为新一轮的新簇头，并向周围所有的节点发送成为簇头的标志信息，重新进行簇内成员的构建，再形成新的路由进行数据的传输。
2．4．2MAC协议
基于定向天线的MAC协议主要使用两种方式：使用RTS／CTS握手方式和不使用RTS／CTS握手方式。前者使用RTS获得邻节点的信息，RTS需要硬件设备获取邻节点的位置信息，后者则使用了音的信号帧，但是这两种方式会带来隐藏终端和聋节点等问题，从而降低了MAC的性能。为了解决这个问题，可以结合定向虚拟载波侦听（DVCS）机制、使用多跳、SDMA（空分多址）等的优点，充分利用定向天线的优势。
2．4．3数据通信格式
考虑到数据通信过程中的可靠性和安全性，设置了数据通信格式。1）传感器节点到协调器的数据格式。数据格式定义如：Head＋len＋data＋stx。其中：Head（2byte），固定为0xFF，0XFE；Len（1byte），data的字节数；Data：数据域———2byte本机地址＋2byte父节点地址＋nbyte传感器数据（n大于等于2）；stx（2byte），固定为0x0D，0X0A。具体发送命令如：FFFE0800010000031200000D0A。其中：FFFE为固定数据头；08为数据长度；0001为本机地址（子节点地址）；0000为父节点地址；03为传感器类型；12为传感器数据，1Lsb＝0．1，如0x10表示1．8；0D0A为数据的结束标志。2）协调器发往监测软件的数据格式。数据格式定义如：FFFD000430300000hhhhhh。其中：byte1byte2：传感器端数据发送的固定头，固定为FFFD；byte3：数据类型的标识，00为H2S传感器的数据，01为温湿度感测器的数据，02为NH3感测器的数据；byte4为传感数据长度（统一为04）；byte4～byte7：为传感器数据；Byte9～byte10：保留；byte11：byte1—byte10校验值（相加取低8位）。
2．5网络构建系统上电后
协调器进行搜索并寻找合理的信道，完成系统初始化和建立网络的任务。各个传感器节点通电后，扫描信道，寻找协调器，并加入到网络中。加入网络后，则开始采集环境数据，传输给协调器，协调器接收各个节点的数据，判定其格式正确后，将其传输给监测软件。
2．6监控软件设计
以eclipse软件为开以平台，结合android－sdk完成监控软件的开发。Android系统是一个源码公开、开放和完整的软件，是由操作系统、用户界面中间件和重要应用程序组成，得到手机运营商的广泛使用。在系统的设计中，应用到了Activity、Intent、Service、An－droidUI、多线程等技术。本系统主要由以下几个方面组成：Android软件与硬件传感器通信的底层驱动，包括打开串口、关闭串口、发送串口信息、接收串口信息以及异步方式读取传感器数据等；主界面内容显示，包含各种传感器数据显示、控制开关器的控制等信息。监控软件接收到数据时首先要对数据的格式进行分析，判定数据格式正确后，确定是哪个传感器的数据，然后进行数据处理，计算结果，在相应界面位置显示数值；把结果与设定的数值进行比较，如果不在设置数值范围内，就进行报警，并把报警信息通过串口发送到协调器，协调器再转发到控制开关器，驱动通风设备工作。
3系统的应用
根据设计的要求，系统设计完成并搭建，在猪舍做了相应的实验和相关的测试，系统测试结果说明，系统实现相应功能，成功读取相应的环境数据。主界面运行显示图中是各个传感器终端节点采集发送回来的数值显示和通风设备工作状态情况。可以通过“菜单键”设置逻辑状态的“关闭”和“启动”在逻辑状态都已关闭情况下，只能显示所有传感器的数据和此时通风设备工作状态，不能达到超限预警的效果。为了能实现环境参数监测的自动控制，必须要开启所有的逻辑状态。通过“菜单键”设置温度、湿度、H2S气体和NH3气体的范围，当采集数据中任一参数超出范围，都可以自动开启和关闭通风设备，达到自动控制效果。H2S和NH3参数范围设置的标准是依据《农产品安全质量无公害畜禽产地环境要求（GB／T18407．3—2001）中的标准来设置，H2S和NH3应控制在10、25mg•m－3以下。根据相关研究表明，猪舍最适宜的温度为8℃～20℃，相对湿度根据猪体质量类型的不同一般为65％～85％。
有机污染物具有一定的生物积累性和“三致”作用，甚至有些痕量有机物的危害也是很大的，因此不断寻求痕量、超痕量污染物的监测方法是当今有机污染物监测的重要任务。随着经济社会的快速发展以及对环境监测工作高效率的迫切需要，研究高效、快速的有机污染物监测技术已成为国际环境问题的研究热点之一。
沉积物是水体污染物沉积的归属地，污染物在水和底泥的两相间存在着迁移转化行为，在一定条件下（如洪水爆发、河道清淤）又会污染水体。因此有效地分析监测河流和水库沉积物中的污染物，对于治理水体污染有重要意义。此外，沉积物中的有机污染物和水体中的生物间还存在着二次污染问题，因而世界各地开展了一系列研究课题。我国地表水环境质量标准（GB3838-2002）水源地特定监测项目中规定了68种有机污染物的标准限值，因此，迫切需要有机污染物监测的先进技术普及与推广，特别是在水利系统，对有机污染物的监测工作研究不够，急需先进的监测技术支持并指导水质监督工作的发展。
有机污染物监测主要包括样品前处理和仪器检测两部分。而样品前处理技术在有机污染物监测中起着重要的作用，快速溶剂萃取技术就是一项先进的用于固相、半固相物质中痕量有机物前处理的方法。
二、有机污染物前处理现状
固体样品有机物的前处理主要是采用液固萃取方法，即利用有机物在不同溶剂中溶解度不同，将待测有机物提取出来，传统的方法主要有索氏提取，以及后来进一步发展起来的自动索氏提取、超声萃取、微波萃取、超临界萃取等，但有机溶剂的用量仍然偏多，萃取时间较长，萃取效率不够高。
水环境监测具有采样点多、样品数量大、时效性强等特点，特别是需要一些应急监测措施，上述前处理方法不能满足水环境监测高效、经济的现代化需要。近几年来发展的全新的前处理方法——快速溶剂萃取法，是一种在提高温度和压力的条件下，用于萃取固体物质中有机物的自动化方法，与前几种方法相比，其突出的优点是有机溶剂用量少、快速、回收率高，该法已被美国EPA选定为推荐的标准方法，具有世界领先水平，是解决水环境中底泥、土壤等固相物质中挥发性、半挥发性和持久性有机物（POPs）分析、监测的有效方法。
三、快速溶剂萃取技术
快速溶剂萃取（AcceleratedSolventExtraction，ASE）技术是根据溶质在不同溶剂中溶解度不同的原理，利用快速溶剂萃取仪，在较高的温度和压力条件下，选择合适的溶剂，实现高效、快速萃取固体或半固体样品中有机物的方法。在高温条件下，待测物从基体上的解吸和溶解动力学过程加快，可大大缩短提取时间；由于加热的溶剂具有较强的溶解能力，因此可减少溶剂的用量；在萃取的过程中保持一定的压力可提高溶剂的沸点，提高萃取效率，保证萃取过程的安全性。
3.1技术原理
（1）升高温度。温度的提高有利于克服基体效应，加快解析动力学，降低溶剂粘度，加速溶剂分子向基体中的扩散，提高萃取效率。该仪器的允许温度范围：50℃-200℃。常规使用的温度范围75℃~125℃，对于环境中一般污染物常用温度100℃。
在高压下加热，高温的时间一般少于10min，实验证明热降解不甚明显，可用于样品中易挥发组分的萃取。
（2）增加压力。液体的沸点一般随压力的升高而提高，增加压力使溶剂在高温下仍保持液态，并快速充满萃取池，液体对溶质的溶解能力远大于气体对溶质的溶解能力，提高了萃取效率，并保证易挥发性物质不挥发，增加了系统的安全性。该仪器的允许压力范围：（1000-3000psi），常规使用压力一般保持在1500psi（10MPa）。
（3）多次循环。根据分析化学中少量多次的萃取原则，在萃取过程中利用新鲜溶剂的多次静态循环，最大限度的接近动态循环，提高萃取效率。常规采用2~3个循环，即可达到良好的萃取效果。
3.2工作过程
（1）样品的准备。含水样品会降低萃取效率，萃取前需通过自然风干或加入干燥剂（例如硅藻土等）进行干燥，但不要使用硫酸钠，在高温下会凝结。样品颗粒的表面积越大，萃取的效率越高，萃取前需研磨颗粒粒径小于0.5mm，聚合体样品最好在低温，例如液态氮保持低温状态下，通过加入添加剂后进行研磨。在萃取时要加入分散剂，例如颗粒较细的海砂或硅藻土，提高萃取效率。
（2）萃取剂的选择。合理选择萃取剂对于有效地萃取目标化合物有着重要的作用。除强酸（盐酸、硫酸、硝酸）外，有机试剂、水和缓冲溶剂均可用于ASE，根据相似相溶原理，萃取剂的极性应接近目标化合物。不同极性溶剂的混合物可适用于多类型化合物的萃取。常规使用的溶剂有：二氯甲烷、三氯甲烷、石油醚、丙酮等。
（3）技术特点。溶剂被泵入填充有样品的萃取池，加温、加压，数分钟后，萃取物从加热的萃取池中输送到收集瓶中，经净化、脱水、浓缩处理，供色谱分析用。加速溶剂萃取仪的构成和工作程序如下图所示（如图1）。
ASE有机溶剂用量少，10g样品只需15mL溶剂；快速萃取，完成一次萃取全过程的时间一般需15min；基体影响小，对不同基体可用相同的萃取条件；萃取效率高，选择性好，已进入美国EPA标准方法，标准方法编号3545；便于方法的开发和发展，已成熟的溶剂萃取方法都可用于加速溶剂萃取法的开发利用；使用方便、安全性好，可达到12个样品连续自动萃取，全程自动化。
3.3适用范围
ASE可用于底泥等固体物质中酸性、碱性和中性物质的萃取，尤其对水环境中的有机氯和有机膦农药、氯代除草剂、多氯联苯类物质、二恶英、多氯二苯呋喃，总石油烃、柴油和废油等的萃取十分有效。
四、ASE与其它前处理技术比较
4.1与各种传统萃取技术比较
ASE方法可以完全取代人们所熟知的传统的液固萃取方法，如索氏提取、自动索氏提取、超声萃取等。表1是几种传统的萃取方法与ASE方法的对比情况。
从上表的对比数据可见，ASE萃取同样的样品量所用的溶剂最少，溶剂样品比仅为1.5∶1；其它方法的萃取时间用小时计算，ASE仅需12-20分钟。ASE是一个节省时间、节省溶剂、高效率的全自动萃取技术。
4.2与超临界萃取技术比较
ASE技术比超临界萃取技术具有更多的优势，二者比较情况见表2。
由上表可见，ASE技术操作更简便，适用范围更广泛。由于ASE萃取池最大为100mL，故一次可处理大量样品，更适合于痕量、超痕量污染物的萃取。ASE已列入美国EPA标准方法，符合标准化要求。
4.3与索氏提取技术比较
索氏提取是传统的萃取方法，也是目前大多数实验室普遍使用的方法。ASE可以完全取代索氏提取，并有非常明显的优势，二者比较见表3。
采用ASE技术可在较短的时间内获得更好的萃取效率；萃取溶剂的用量明显减少，从而使得单个样品的提取费用也显著降低；由于采用密闭系统，大大降低了有机组分的损失，提高了回收率。
五、问题与展望
ASE是近年来发展的现代化萃取技术，由于其突出的优点，已受到环境污染监测工作者的极大关注。ASE技术在处理底泥等固相物质中具有强大的优势，但仍具有其局限性，它不适于水中有机污染物的监测，因此在水环境监测中应进一步提高水中有机物监测技术水平。
水中挥发性有机污染物监测也应改变传统的顶空气相色谱法，发展吹扫捕集气相色谱法；对于水中半挥发和难挥发、难降解有机物的监测，应发展固相萃取技术，促进水中有机污染物监测现代化技术的发展。
ASE技术的高效萃取性能及其仪器高度自动化的完美结合大大改善了环境污染物监测工作质量和效率，对实现环境监测的现代化有重要的现实意义。在水环境监测中，应系统地发展吹扫捕集、固相萃取、快速溶剂萃取（ASE）技术，这三种前处理技术的结合可对水环境中有机污染物进行较完整的处理，再与色谱技术的联合使用，即可较全面地监测水环境有机污染状况，为进行污染趋势分析及研究控制对策提供可靠、全面的科学依据，从而促进水利现代化的可持续发展。
参考文献
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[2]牟世芬.加速溶剂萃取的原理及应用.环境化学,2001,20(3)：299~300
1.1温湿度数据采集模块这部分工作主要是对ZigBee节点内部的单片机模块进行编程。首先考虑到CC2530有3个8位端口组成，端口1、2、3分别用P0，P1，P2来表示，其中，P0和P1是完全的8位端口，而P2仅有5位可用。所有的端口均可以通过SFR寄存器P0、P1和P2位寻址和字节寻址。传感器芯片只提供2个I／O端口：DA－TA和SCK，前者为数据输入输出端口，后者为只可输入的时钟信号端口。因此将P0＿0与SCK相连以提供时钟序列，P0＿1与DATA相连以读写温湿度数据。在了解硬件连接基础上对数据采集模块进行软件设计，程序由3部分构成：（1）主函数部分：首先调用函数初始化串口通信以及温湿度传感器，然后调用函数获取温湿度数据，最后将数据处理后调用串口控制函数，打印调试信息。（2）温湿度传感器控制部分：具体实现初始化传感器函数，即设置P0端口的相关寄存器；实现获取温湿度数据的函数，根据传感器资料说明，端口按照一定时序发出特定的序列即可进行相应控制；实现将得到的数据进行计算修正的函数。（3）串口打印控制部分：包括从串口获取PC键盘按键值、发送一个字符、发送一串字符等功能使主函数的打印信息能显示在串口通信软件界面上。其主要部分的流程图见图2。
1.2温湿度数据传输模块该模块分为两部分，一为基于Z－Stack协议栈开发使节点与协调器自动组网形成ZigBee网络，并通过该网络实现数据无线传输；二为使协调器与嵌入式核心板中ARM处理器进行串行异步通信，将数据最终交由嵌入式平台处理。Z－Stack采用分布式寻址，兼容AODV路由协议，可以满足近程通信的要求，即使通信链路失效发生也可有效工作。为了区分Z－Stack协议栈中复杂的硬件驱动系统，又提供了OSAL层［10］（类似于单片机上的操作系统，实则为根据所触发的事件选择调度相应任务），可调度APP层的任务。另外，Z－Stack提供了源码例程SampleApp。该例程实现的功能主要是协调器自启动（组网）和节点设备自动入网。在了解Z－Stack的工作流程后，程序的开发将在APP层对Sam－pleApp．c进行改写完成。这部分程序主要为利用OSAL层任务事件轮询调度机制，通过系统周期性定时广播数据到group1中去实现。当ZigBee节点加入网络后触发状态改变事件，系统开启定时器，定时时间一到就触发广播消息事件；系统为其创建相应的任务ID，调用广播消息函数；节点端的广播消息函数读取前一个模块得到的数据，利用AF＿DataRequest（）函数接口调用下层射频硬件驱动函数发送温湿度数据；触发协调器端的接收数据事件处理函数SampleApp＿MessageMSGCB（），将捕获的温湿度数据处理后，以字符串的形式通过串口显示在宿主机的终端中，以方便调试和开发。另外，协调器通过异步串行接口将数据交由ARM处理器。
1.3温湿度处理模块为了后续拓展，为可处理多个节点温湿度数据，该模块设计采用服务器与客户端两进程间通信来实现［11］。将接收ZigBee协调器通过异步串行通信发送过来的数据作为服务器进程，并封装ZigBee功能提供相应应用接口。客户端进程则主要是用于同服务器端进行交互，解析获取温湿度数据，同时为实现UI图形界面提供封装好的接口，为此还需用Qt设计UI界面。其中双方是利用套接口（Socket）来使进程之间通信，但是由于Socket本身不支持同时等待和超时处理，所以它不能直接用来完成多进程之间的相互实时通信。本实验采用事件驱动库libev的方式构建服务器模型。Libev是一种高性能事件循环／事件驱动库。需要循环探测事件是否产生，其循环体用ev＿loop结构来表达，并用ev＿loop（）来启动。用户需要做的仅仅是在合适的时候，将某些ev＿io从ev＿loop加入或剔除。服务器主要实现流程：首先开启一个Zigbee后台线程（底层）监听服务器调用信息，接着利用ev＿io＿start（loop，＆ev＿io＿watcher）启动一个接收线程，专门用来接收客户端发送过来的命令数据帧；然后按照相应的协议进行解析，跳转到相应的接口，进一步调用底层Zigbee协调器并返回正确的信息给客户端。客户端主要实现流程：首先调用GetConnect接口函数连接到服务器的端口，然后开启一个Zigbeetopo线程用来调用接口函数，发出获取ZigBee网络拓扑结构信息的数据帧，创建另一线程接收并解析服务器端返回的数据帧，同时已创建的UI界面设置定时器，动态刷新加载温湿度数据，绘制成温湿度曲线图。服务器与客户端进程间通信模型如图3所示。此外还需利用Qt对UI界面设计。首先利用Qt－designer为整体界面布局，其中包括背景显示框、LCD数值显示框以及曲线图显示框，编译生成一个UI类；然后采用多继承的方法构造新类，并使用Qt中的信号与槽函数机制，使得接收到温湿度数据触发LCD数值显示和曲线图显示槽函数动作。设计流程见图4。
2Web服务搭建
以上只是完成了温湿度的采集显示，还未真正发挥出物联网所实现的人与物相连，这部分就需要搭建Web服务来实现。实现Web服务需要移植嵌入式服务器，设计动态网页，并通过WiFi最终在已搭建好的局域网内实现手机、PC等可实时查看数据。
2.1嵌入式服务器移植由于嵌入式设备资源一般都比较有限，并且也不需要同时处理多用户的请求，因此不能使用Linux下最常用的如Apache等服务器，而需要使用一些专门为嵌入式设备设计的Web服务器。常见的嵌入式Web服务器主要有：lighttpd、thttpd、shttpd和BOA等。本文选择移植BOA作为嵌入式服务器。BOA是一个非常小巧的Web服务器，可执行代码只有约60KB，它是一个单任务Web服务器，只能依次完成用户的请求，而不会fork出新的进程来处理并发连接请求，但BOA支持CGI，能够为CGI程序fork出一个进程来执行。对BOA服务器的配置主要是在／etc／boa目录下创建一个boa．conf文件，此文件包括服务器将使用主机的端口号、运行服务器的身份、错误信息记录的指定文件、存放html文件的目录、默认首页文件等相关信息，此外还需根据配置信息在相应的一些目录下创建文件。
2.2网页设计及动态显示网页设计则是利用html制作静态页面，并结合JavaScript实现动态显示。JavaScript是一种基于对象和事件驱动并具有相对安全性的客户端脚本语言，同时也是一种广泛用于客户端Web开发的脚本语言，常用来给HTML网页添加动态功能，比如响应用户的各种操作。JavaScript脚本可以独立成文件，也可以内联到HTML文档之中。另外，利用AJAX实时刷新网页数据。AJAX：异步JavaScript和XML，它是一种在无需重新加载整个网页的情况下，就能更新部分网页的技术［14］。它通过在后台与服务器进行少量的数据交换，便可以使网页实现异步更新。这意味着可以在不重新加载整个网页的情况下，对网页的某部分元素进行更新。由于温湿度数据放入数据缓冲区，是利用fopen、fread、fwrite以及fseek函数将数据缓冲区内数据写入XML文本适当位置中，要想读取XML文档中的数据并将它显示在Web页面上，需将XML文件转化为XMLDOM（XML文档对象模型），然后再利用JavaScript来解析并实时它。
2.3WIFI模块搭建通过搭建WIFI模块，使得用户可以通过支持WIFI的设备比如手机等更加便捷地查看温湿度数据。WIFI是一个无线网络通信技术的品牌，WIFI的运作至少需要1个AP和1个或1个以上的client。AP由路由器搭建的局域网充当，将插上无线网卡的嵌入式开发板看作一个client，然后就可以与其他client进行通信。要使无线网卡能正常工作，首先需加载驱动，然后对其进行一系列设置，使之加入到局域网中。由于开发板上配置有服务器，因此设置好合适IP以后，在手机等浏览器中输入IP，就能查看温湿度数据。
2设计原理与系统架构
2.1技术原理
根据检测监管业务需要，对试验流程进行全过程监控，包括收样、样品制备、数据采集等过程。主要体现于两个方面：第一方面，通过高清摄像枪对样品接收和样品制备过程进行实时记录；另一方面通过在试验机电脑上安装视频采集卡，自动采集试验机电脑屏幕的数字信号，通过图像处理器转换成与摄像机信号一致的模拟信号。最后利用现有的CATV技术，将电脑屏幕数字信号与摄像机信号整合在一起，通过光纤传输至硬盘录像机，实现实时的监控、存储功能，通过录像回放功能实现对历史记录的查询。通过登陆客户端软件或ip登录访问服务器电脑，可以实现在办公室对检测过程的动态监控。本部通过现有的vpn网络，连接到检测中心服务器后浏览视频、回放录像，实现远程监控。
2.2系统架构
本系统主要有前端的数据采集装置包括高清摄像枪和视屏采集卡，数据传输介质（光纤），数据接收与存储设备（硬盘录像机）、网络交换机、服务器电脑以及客户端软件组成。系统架构如图1所示。（1）高清摄像枪用于监控样品接收与存放、样品制作、抗压试验等过程，对试验过程规范性与样品的真实性进行实时监管，避免弄虚作假现象的发生。（2）视屏采集卡自动采集试验机电脑屏幕的数字信号，并通过内置转换器转换成与摄像枪信号一致的模拟信号，对试验参数、试验数据、以及曲线的形态进行实时监控，确保试验过程的规范性和数据真实性。（3）光纤作为信号传输介质，将高清摄像枪与视频采集卡的信号传输至硬盘录像机，相比同轴电缆，光纤传输速度快，降低信号延迟；传输损失少，保证视屏质量。（4）网络交换机实现与局域网内的电脑及服务器电脑互联，可以通过局域网访问硬盘录像机。（5）硬盘录像机数据接收和存储终端，实时接收光纤传至的信号并存储，并可以对历史记录按时间进行查询。（6）服务器将若干硬盘录像机通过网络交换机串联至服务器电脑，通过访问服务器电脑可以同时访问局域网内所有的硬盘录像机，实现一机多控。本部通过现有的vpn网络，连接到检测中心服务器后浏览视频、回放录像。（7）客户端软件除了通过ip访问服务器电脑以外，可以通过安装客户端软件对局域网内的硬盘录像机进行访问，相比于ip访问，使用管理更简便。
3系统实施
图2和图3是分别利用客户端软件和iP登陆访问，对试验过程和试验环境进行的全方位监控。以混凝土芯样抗压强度检测详细阐述监控流程，具体如下。
3.1样品安全管理监控
委托方完成登记委托后，将样品放置于芯样样品存放区集中保管，在存放区安装高清摄像枪，配合大门口的监控信号，对样品进行全面安全监视，如下图4、图5所示。
3.2样品制备流程监控
芯样的制备流程主要包括芯样接收、开箱验样、盲样编号、芯样切割、芯样打磨、芯样补平等6个阶段，对上述6个关键节点布设视屏监控，如下图6、图7、图8、图9、图10、图11所示。杜绝芯样制备环节的不正规操作，保证样品真实性、试验过程规范性，确保试验结果可靠性。
3.3抗压试验“双控”
“一控”是对样品的真实性进行确认，避免试验人员调换样品，高清摄像枪可以清晰捕捉样品编号，确保是真实样品，如图12所示；对试样的破坏过程及破坏形态是否正常进行判定，如试样偏心受压导致提前破坏或样品未完全破坏而试验机误判试验终点等现象；“二控”是对试验机电脑屏幕的监控，监控试验数据采集是否正常，试验曲线走势是否正常，是否发生试样尚未破坏而试验机停止采集数据、曲线下落时间与试样的破型时间不一致等现象的发生，如图13所示。
随着计算机应用技术日益普及,计算机已成为企业和个人日常使用的基本工具,但计算机在使用过程中经常出现软硬件故障,因此掌握计算机基本维护维修方法已成为应用人员的必备技能。虽然计算机故障诊断和维护手段多种多样,但笔者长期从事多媒体教室和计算机机房的管理维护工作,积累了一定的维修经验,本文弃繁从简避开了计算机维修方面繁杂的理论,将计算机常见故障的检测维修方法进行简化归纳,以此寄望普通操作人员都能掌握维修计算机的方法,简化维修程序,使计算机维修技术得以发展普及。
一、辨识真故障与假故障
平时常见的计算机故障现象中,有很多并非真正的硬件故障,而是由于软件故障或者不熟悉某些设置、系统特性而造成的假故障现象。认识下面的微机假故障现象有利于快速确认故障原因,避免不必要的故障检索工作。
1、检查电源线、插座、开关和各外设连接线。各种线、插座开关等脱落、接触不良均会导致设备工作异常,遇到独立供电的外设故障时,首先应检查设备电源是否正常,插头/插座是否接触良好。检查微机各部件间数据、控制连线是否连接正确和可靠,是否有松动现象。
2、检查系统新特性和设置方面的问题。很多“故障”现象其实是硬件设备或操作系统的新特性造成的,也有设置方面原因的造成的。例如:显示器设置、硬盘跳线、多了解主机、外设、应用软件的新特性,有助于增加排除假故障发生了故障,首先应先判断自身操作是否有疏忽之处,而不要盲目断言某设备出了问题。
3、辨识软件故障和硬件故障。计算机故障中因病毒、软件损坏、冲突等原因导致的软件故障占有较高的比例,可通过判断计算机硬件启动过程是否正常,或重新安装系统软件等方法辨识是软件故障还是硬件故障。
二、常见硬件故障检测维修方法
1、直接观察法:观察是维修过程中第一要法,它贯穿于整个维修过程中,观察时运用“望、闻、听、切”四种方法。“望”即观察系统板卡、芯片表面是否有烧焦、变色、开裂痕迹,还要看有无异物掉进主板的元器件之间(造成短路)。“闻”即辨闻主机、板卡中是否有烧焦的气味,便于发现故障和确定短路所在地。“听”启动时内置喇叭、电源风扇、软/硬盘电机或寻道机构、显示器变压器等设备的工作声音是否正常。“切”即用手按压各接口和活动芯片,看是否松动或接触不良,另外在系统运行时可用手轻触CPU、显示器、硬盘等设备的外壳,根据其温度判断设备运行是否正常。观察要认真全面,兼顾设备运行环境和用户操作习惯,有助于对故障准确定位。:
2、拔插添加/去除法:计算机运行的最小系统由电源、主板、CPU、内存组成,这个最小系统主要用来判断系统是否可完成正常的启动与运行。以最小系统为基础,每次只向系统添加一个部件/设备,来检查故障现象是否消失或发生变化,以此来判断并定位故障部位。另外采用拔插添加/去除法也可确定故障在主板或I/O设备上,关机将部件逐块拔出,每拔出一块板就开机观察机器运行状态,一旦拔出某块后主板运行正常,那么故障原因就是该部件故障或相应I/O总线插槽及负载电路故障。若拔出所有插件板后系统启动仍不正常,则故障很可能就在主板上。
3、替换法:本法是将有相同功能的部件或同型号外设相互交换,根据故障现象的变化情况判断故障所在,此法多用于易拔插的维修部位,使用交换法可以快速判定是否是部件本身的质量问题。如果没有相同型号的计算机机部件或外设,但有相同类型的主机,则可把部件或外设插接到该同型号的主机上判断其是否正常。
4、比较法:运行两台或多台相同或相类似的计算机,根据正常机与故障机在执行相同操作时的不同表现可以初步判断故障产生的部位。
5、敲打法:敲打法一般用在怀疑电脑中的某部件有接触不良、虚焊的故障时,通过手指轻轻敲击机箱外壳、振动、适当的扭曲,甚或用橡胶锤敲打部件或设备的特定部件来使故障复现,从而判断故障点。
6、升降温法:根据故障促发原理,人为改变计算机机运行环境的温度,可以检验各部件(尤其是CPU)的耐高温情况,因而及早发现事故隐患。在降低微机运行环境温度时,如果微机的故障出现率大为减少,说明故障出在高温或不能耐高温的部件中,可以帮助缩小故障诊断范围。升降温的方法有:室内空调升降温法、关机冷却法、电风扇加速降温法、电吹风升温法、长时间开机升温法等。
