前言-感言20141028

关于创客的精神修炼法：当有一天，你因为一个四轴支架孔小了1mm，卡住朗宇2216电机后、烧了好盈天行者40A电调,再在试飞过程烧掉遥控接收端，进而摧毁三个项目的进度时；那一切在不知不觉中发生，你就会有坐了武汉人民的交通工具-麻木的感觉了。

一、立项 20140725

1. 申请开发板型号：伽利略开发板

2. 研发的项目及名称：城市开放水体智能测试与规划系统

3. 研发的命题方向及思路：

将伽利略主板作为控制核心，控制城市开放水体循迹数据采集，充分利用Quark卓越的处理能力完成摄像头、听筒传入的音视频编码，并通过3G/4G/LTE模板传递到云服务器，并以此为基础在平板电脑或手机回放历时视频和数据，供用户监控和延演至环保、执法、规划部门。

   系统主要由以下四部分构成：

   1)伽利略主板

   2)L293d电机扩展板（控制电机、摄像云台与舵机）

   3)3G/4G/LTE回传，GPS/BD定位，，

   4)云端数据存储与回放服务， 

   5)APP客户端

4. 研发目的：让城市的人类完成对身边水体的监控，听到水花的声音，再配上优美的音乐，享受自然赋与的美好世界。

5. 研发的计划时间：计划时间3个月（2014-08~2014-10）

时间节点 内容

07.25—08.15 熟悉伽利略板卡资源的应用，以及对夸克的深入学习

08.15-08.31 将项目中所需外设模块与伽利略板卡进行连接并调试

09.01-09.15 编写伽利略板卡运行程序，通过3G/4G/LTE与云端通信

09.15-09.30 平板电脑简易控制版本开发，包括实时视频播放、回放历时视频和数据

10.01-10.15 整体联调，文档整理并保存

6. 个人目前的技术知识技能及工作经验，从事的工作的方向： Android手机开发4年，Arduino开发3年，主要关注生态物联网，与Arduino结合进行本项目开发，如申请到伽利略开发板，则在伽利略开发板上进行本项目开发。

二、到货开箱 20140808

1.没有收到RS232奇葩线，，自己DIY了；

2.没有收到无线网卡,网购INTEL wifi N135 PCI-E 半高150M无线+蓝牙4.0二合一无线网卡 20140815下单20140817到货；

3.及时完成blink。

 

三、动力结构部分搭建

原计划做水面轮浆驱动，所以先连接L293N尝试驱动双5V直流电机，缺AVR/IO.H,,正在找X86的IO.H，--20140812

 

尝试单电机结构--20140814

 

 

尝试四轴空气动力驱动--20140920-20141007

 

 

尝试四轴空气动力陆水空三栖驱动 20141001-20141020

---这个技术思路暂时无法实现，原因是四轴的前进需要提升尾部-产生垂直角的夹角的前向分解里，而地面的三个轮子是水平的，需要承担几乎全系统一半重量。将来可以把轮子装上可以液压升降的部件完成。
 

 

最后，只好，，，尝试双浆空气动力-借鉴宜城老张思路，20141015-20141025（阶梯结构最终版）

 

--这个也许能改良为鹞式飞机模拟，，

四、硬件选型连接

1.电源-最终使用2200mAH25C11.1V航模锂电池，用分线板接5V稳压供电。

 

 

2.ARDUINO传感器接口扩展板：淘宝价低到11元了，注意GALILEO的串口和这个TxRx共用端口的。

这个板最后用D10D11输出双路PWM控制2216电机，D2采集温度，D3-D9备用，D0D1接蓝牙模块。

 

3.3G/4G/LTE选用华为EM820U

 

配PCIE转USB模块提供USIM卡接口。

 

4.USB摄像头选罗技C270--要改短线

 

 

5.ESC电调

 

 

6.无刷电机

 

 

7.1047浆

 

 

8.温度传感DS18B20

 

 

9.PH值探头瑞士梅特勒PH电极LE407

 

 

10.其它结构件为手工DIY

五、软件调试连接

1.华为3G模块EM770W在LINUX 下的驱动--20140818（最后模块换为华为EM820U 4G模块，但没传出超过300KB/s的速度，被坑DIE)

2.Linux主机yocto环境搭建--20140818（产生镜像失败，尝试了6次，编译时间太长，晚上虚拟机环境崩溃）

3.感谢南京CAOTENG的IMG--20140822：解决了apt-get安装程序的问题，蓝牙连通，后面的测试控制都用手机蓝牙对）

4.回传界面控制

 

5.系统数据可以对接YEELINK和乐联网通道，我这里也在组织学生搭建PHP数据和媒体存放平台。

六、相关知识配套

1.智慧城市项目--20140821

2.网格化管理和信息距离理论—城市电子政务流程管理Griddization Management DIT Theory e-Government--20140819

3.水污染-污染企业如何污染--20140918

4.重庆巫山被污染水库水体--2吨石灰粉、20吨聚合氯化铝、5吨聚丙烯酰胺，

5.温州“血河”水检未发现有毒物质 污染物不明

6.浙江兰溪千余名干部横渡兰江试水质

7.河北保定环城水系现大片死鱼 河道臭气难忍

8.污水水质测定-标准语方法--20141007

9.重庆大学研发微型光谱仪 http://www.54pc.com/Article/articInfo_19006.htm

重庆大学微系统研究中心主任温志渝，带领他的研发团队，经过16年的潜心研究，发明了一款微型光谱仪。据悉，该项发明获得了重庆市2011科技奖励技术发明一等奖。
该光谱仪只有手们般大小，携带方便。只需要几分钟，就可以详细地分析出牛奶、果蔬等各种物质中的成分，价格便宜，适合普通家庭拥有，市民们在超市、商场或农贸市场购物时，随身带上这个光谱仪，就可以买到放心的食品，确保食品安全。

据温主任介绍，光谱仪是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器，它可以定性定量的检测各种物质主要成分和元素，被广泛地应用于空气污染、水污染、食品卫生、金属工业等的检测中。不过目前的光谱仪体积大、价格昂贵，仪器使用环境要求高，不能进行及时的检测，对普通市民来说并不适用。

而他们新研发出来的微型光谱仪，最大的一个优点就是携带方便，并且可以像U盘一样装入其他仪器中，进行多种检测。比如在环境检测方面，微型光谱仪可以装入监测设备中，实时对环境、水质等污染情况进行检测；在医疗检测方面，可以制成微型生化快速检测仪，在发生地震、火灾等急救情况下，可以一次做7个生命体征检测，为患者抢救提供及时可靠的数据。

另一个非常显著的优点是，检测速度非常快。只需将被检测的物质放入机器，检测结果几分钟后就可以出来。市民在购买食品时，如果发现问题食品，现场就能直接进行检测，迅速得出结果，不用再经历抽样、带回检测中心、检测、出结果的漫长过程。

第三个优点是价格便宜，普及率高。传统的一台光谱仪价格至少数万元，而微型光谱仪只需要几千元。超市、食品销售单位都能装上一台微型光谱仪，让市民对所购食品看得明明白白。市民在经济条件允许的情况下，自己也可以配备一台，方便自己购物。

我国的光谱仪现在主要还是依靠从国外进口，而重庆大学微系统研究中心发明的这款微型光谱仪，填补了国内在这一领域的一项空白。目前还需对研究成果进行进一步优化，然后便可与生产厂家合作，让研究成果尽早上市，为市民生活提供更优质的服务。

七、项目前景及运作

随着中国城镇化进程加快，大小城镇开发面积加大，城市不得不包纳周边水系，而智慧城市概念的不断深入，也对管理和采集城市基础数据提出了更高的要求。

INTEL-伽利略开发--城市开放水体智能测试与规划系统 ，到20141030算一个阶梯，20141018中科院徐泽同研究员就三峡上游水文水利项目访问我校，并规划对接李小文院士四川理工大学院士工作站、三峡大学、长江师范学院做长江上游水系水质分段循迹式式监控。徐老对无人机实现信号采集表达了浓厚兴趣并做了深入了解。

 

附：李小文院士率队现场考察釜溪河流域

文章来源：http://www.suse.edu.cn/view-12159.aspx党委宣传部 康珺|发布日期：2014/7/11 11:56:00|浏览次数：5450

7月10日，我校院士（专家）工作站正式揭牌。首席院士李小文带领其团队莅校，与校内专家共同就《江河流域水环境的集成感知与在线监测》项目进行了项目对接，并以釜溪河流域为试点展开了相关研究工作的布置。 

7月11日上午，李小文率队对釜溪河河段十三个监测点中的代家坝水段和仙市水段进行现场勘察，具体了解釜溪河水体、水质和周边生态环境情况。 

在现场，院士工作站副主任、计算机学院院长王晓向专家们详细介绍了釜溪河沿岸的水质、水流情况。李小文等专家仔细勘察地图，详细查看考察河段周边生活污水排放情况，并一一记录。 

釜溪河是自贡市的母亲河，境内总长190公里，流域面积超过3500平方公里。要实现全流域监控，仅仅依靠水质监测站是不够的，《江河流域水环境的集成感知与在线监测》项目成果能够结合地理信息科学技术和物联网技术，提高信息快速获取能力，更好地实时监测釜溪河的污染情况，为服务地方生态环保事业提供有力支撑。 

http://blog.sina.com.cn/s/blog_eb5b3aca0101jubu.html

也论南水北调西线调水工程

——是执行南水北调西线调水？还是强化中线调水代替之？

凡人（ 2014/4/30）

 

1、     引言

 

在设计南水北调西线调水时，2001年5月，水利部组织70位国内顶尖级水利专家审查通过了《南水北调西线工程规划纲要和第一期工程规划》报告。

2005年3月，水利部在成都召开西线工程座谈会，四川的自然科学家、工程技术专家、经济学家、人文科学家等才第一次看到其“庐山真面目”。西线工程比三峡工程不知要难多少倍，风险也不知要大多少倍，三峡工程上马听取了全国各方面专家的意见，特别是通过全国政协讨论，全国人大无记名投票，获多数代表表决通过后才开工，而南水北调西线工程的设计者们竟然说，中央宣布东线、中线开工，就意味着西线也开工，对此四川人士非常不解。

2005年7月底，四川学界50余多知名人士联合撰写了“南水北调西线工程备忘录”，其内容是对西线工程规划的质疑和建议。

2005年8月21日，在成都水利部和黄委会召开了关于西线调水第一期工程可调水量及调水影响研究的座谈会，黄河公司认为西线工程具有“无可替代”的地位和作用。之后，西线调水研究处于停顿状态。

在黄河公司认为西线工程“无可替代”的强势之下，我国学者先后提出了多种替代设想；尤其是2011年9月5日，《科学时报》发表中科院地理所研究员、原中科院水问题联合研究中心副主任陈传友教授的“建议南水北调延长中线调水链替代东西线”。

我等认为，南水北调西线调水，不仅关系黄河中上游6省的利益，也关系川、云、贵3省的利益；与国家的西电东送工程有关，进而与国家的能源发展战略有关；与长江、黄河等的发源区域和冰川退缩有关；与四川西北的地震带、调水线路下面人民的安全有关；与整个工程的巨大经济投入，与耗时15年以上的建设等有关；也与涉及该工程的众多学科有关。因此，该工程应当很好展开多方面的研究，一定要依照都江堰工程2270年长存的历史经验，更科学地设计好该工程，让它久远地造福于我国人民，而绝对不能重蹈三门水库失效、淮河水库崩溃造成水灾、黄河断流等水利工程的覆辙。现将各种情况收集述后：

 

2、南水北调西线调水工程的设计

 

在超前期规划研究的基础上，1996年7月-2001年6月，黄河水利委员会又进行了历时5年的规划工作。专家们选择在海拔3500左右的雅砻江、大渡河、金沙江上游共调水170亿立方米。2001年5月，水利部组织70位国内顶尖级水利专家审查通过了《南水北调西线工程规划纲要和第一期工程规划》报告，将报告的主要内容纳入《南水北调工程总体规划》后上报国务院。2002年12月，国务院批复，原则同意《南水北调工程总体规划》。

该工程设计的是从金沙江、雅砻江、大渡河调水170亿立方米救济黄河中上游，整个工程引水路线长达490公里。因受水的黄河河床高于供水的长江河床80-450米，要实现引水自流，该工程需筑高坝壅水或用泵站提水，并开挖长隧洞穿过巴颜喀拉山，总计需要修建高200米左右的大坝6个，开挖7个隧洞，总长100公里以上。要在青藏高原海拔3000-5000米的高寒地区，同时又是我国地质构造最复杂的地区，再加上青藏高原说不清的生态危机地区，建造6个200米左右的高坝，开凿深达数百米长达100公里以上的隧道，该工程技术复杂，施工环境困难，（2000年）估计该工程需要资金3040亿元。

南水北调东线、中线，西线调水线路图

 

南水北调西线调水一期二期合并图

 

3、学者联名撰写“备忘录”，对西线工程规划提出质疑和建议

 

2005年7月底，四川学界50余多知名人士联合撰写了“南水北调西线工程备忘录”，其内容是对西线工程规划的质疑和建议。

其是：西线工程的重大工程地质的问题；青藏高原冰川退缩与西线工程调水量不足的问题；西线工程对青藏高原生态环境破坏的问题；对西电东送工程发电影响的问题；对调水区居民、生态补偿的问题；西线工程与宗教、文化、文物保护的问题；西线工程投资和运作模式的问题；西线工程替代方案的问题等。

“制作‘备忘录’，就是希望能引起各方重视，把西线工程纳入国家层次的科学民主决策中去。在“备忘录”中，林凌教授提出了9个应特别值得关注的问题--比如除了研究西线工程的可行性和可靠性两个问题外，还应从更高的角度研究西线工程的实施对青藏高原整体环境产生何种影响，会不会对我国气候以至亚洲气候带来不良后果；青藏高原目前正处于冰川退缩期，西线调水170亿立方米有可能吗？“纲要及规划”认为，西线工程对区域生态的影响利大于弊，利在何处？弊有哪些？东线、中线的目标是城市供水，西线供水究竟供给谁？西线目标是以冲沙为主，是不是正确？

写‘备忘录’的学者们认为，水资源开发应实现告别改造、征服自然的幻想，实现顺应和尊重自然的超越；实现从单一水利部门的规划决策向公共规划论证体系的超越；从追求单纯的截流调水到追求国家安全，人与社会、自然、环境协调发展的超越。

 

4、2005年水利部第二次成都会议

 

2005年8月21日，在成都水利部和黄委会召开了关于西线调水第一期工程可调水量及调水影响研究的座谈会。在研讨会上，黄河公司做了阶段成果汇报；四川方面与水利部、黄河委展开了面对面的交流，关键围绕两个话题：一是可调水量；二是赔偿问题。22日上午，大会一字一句通过了双方都认可的“会议纪要”。黄河公司认为西线工程具有“无可替代”的地位和作用。

 

5、陈传友教授主张强化南水北调中线调水替代西线调水工程

 

黄河公司认为西线工程“无可替代”之后，我国学者先后提出了几种替代设想，2011年9月5日，《科学时报》发表中科院地理所研究员、原中科院水问题联合研究中心副主任陈传友教授的“建议南水北调延长中线调水链替代东西线”。

该文最重要的一点是试图用“四横一竖”的调水格局，替代目前南水北调“四横三竖”的调水格局。也就是用一条延长至三峡水库后的中线，把长江干流（含三峡水库、丹江口水库）、淮河流域、黄河流域、海河流域串联起来的调水格局，代替由东、中、西三条人工渠道分别串联以上四大流域的调水格局。

该文指出，以现行南水北调的目的与任务为据，除了原中线调水量不变外，从三峡水库年调水200亿立方米，相当于目前设计的东、西线入黄和过黄水量，经丹江口水库调节，沿中线送入黄河或华北平原。其中40亿立方米替代东线过黄水量，而缓解或消除因水质给东线工程带来的压力；160亿立方米重点保证目前黄河下游供水区供水，即主要负担国务院关于“黄河可供水量分配方案”中，河南、山东、河北、天津约150亿立方米的水量。该水量与将要兴建的西线调水量大体相当。

我等调研发现，三峡水库蓄水后香溪回水到兴山，对香溪适当疏通，可选兴山为调水起点。调水可从兴山直接到丹江口水库，这条线路估计120公里，两库水位差约5米，需要提灌的机会多；调水也可从兴山到丹江口水库的陶岔渠首，这样落差估计可达20米，但调水线路约长40公里，并且要越过汉水，工程难度大一些，建成后用提灌的机会少一些，于是经济一些、方便一些。 

三峡水库到丹江口水库调水线路图

 

6、以华罗庚的优选法思维看，我等认为陈传友教授的建议在理

 

从70余名黄委会专家的设计，对西线调水提出了几大优点；从50余名四川学者对西线调水的几大质疑，两方面的说法都有在理的成分，于是西线调水工程只能再深入研究。

而从陈传友教授的设想看，强化中线调水不与云、贵、川争水，不与西电东送争水，与青藏高原冰川退缩、上述河段水源不足无关，与青藏高原的环境无关，北调的水源有充分的保障，且工程简单得多、经济得多、也就安全得多。

 

（1）争水的问题

南水北调西线调水，设计从金沙江、雅砻江、大渡河的上游调170亿立方米水救济黄河；而“滇中引水”、“云贵高原引水”、“四川从大渡河引水救济岷、沱江”，估计要从金沙江的奔子栏、大渡河高于都江堰的地带引水100亿立方米。

由于青藏高原冰川退缩（近来，日本学者研究，认为亚洲冰川退缩达30%），上述河段水源不足已很明显的情况之下，上述两调水难于同时满足，于是应当首先保障川、云、贵的用水需求。当然，若有切实的研究可以证明，上述调水都可以同时满足的话，两者也可同时来做。

原因是川、云、贵三省人口为16843万，比黄河中上游的青海、甘肃、宁夏、陕西、内蒙、山西六省的人口13041万还要多；川、云、贵的人均耕地远比黄河中上游6省的人均土地少得多，川、云、贵地区一般全年耕作，于是一年耕地用水量远大于黄河中上游6省，如川、云、贵缺了水，其农业损失是黄河中上游六省都补救不了的。

 

（2）西电东送和能源发展问题

西电东送的主体是发展水电；黄委会专家在强调西线调水同时，主张的是用黄河流域的煤电来补赏西电东送的水电损失。发展水电是发展清洁能源，它会持久不衰；而煤电是衰落产业，污染又严重，用煤电补赏水电，不科学、不能持久、既浪费了煤气资源、又加重污染。

在发展能源方面，我国西电东送工程主要在发展水电，这是正确的，因此应当支持、扩大这种模式，而不是用调水来加以削弱。我国北方则应该发展风电、光伏电等清洁能源，而不能老依赖于传统的、落后的煤电。

煤和石油储量在逐步减少，现在的石化工业既产生有用的产品、又产生严重污染物，无疑应当减缓煤和石油的开采应用，如徐光献院士所述，等到石化工业产生少量或不产生污染物时，让我们的子孙后代更好地利用它们。

最近，美国放弃了中东与北非的争夺，有人说是他经过近来的研究，解决了页岩气的开采和利用，这样他用不着去争夺有严重污染的石油资源了。

中石化最近发布，2017年重庆涪陵将建成国内首个年产能100亿立方米的页岩气田；涪陵页岩气田的产能甚至可以达到每年400亿立方米,规模之大,可与大庆油田相比；涪陵页岩气田技术可采资源量,将超1万亿立方米。

近期,美国能源情报署发布了页岩气技术可采资源量前十国家,中国排名第一,为31.55万亿立方米，且页岩气的污染程度是煤石油等的1/3，我国发展页岩气产业，值得很好努力。

 

（3）工程难度与安全问题

强化中线调水的线路约120或160公里，远比西线490公里短；且施工地带从青藏高原海拔3000-5000米的高寒地区，降到湖北河南西部175-1500米的温和地区，不用花3年时间先去修路，然后再去修建高坝和隧道等调水渠道；且要修建的引水隧道短得多，地质条件稳定得多，工程经济得多、且工程坚固而风险少得多，当然调水线路建设成功后也更安全得多。

 

（4）黄河中上游的补水问题

西线调水是从黄河上游调入，可以从上到下冲刷黄河；而中线调水在充分灌溉黄河下游的基础之上，让黄河中上游的24个水库尽量蓄水，并各个水库周边做灌溉工程，一样也有缓解黄河中上游缺水的效果。

依照引洮工程，九甸峡水库容量9.43亿立方米，年调水5.5亿立方米可为300万人口供水计算，黄河中上游有24个水库，每个水库都向附近作灌溉工程，于是可向7200万人口供水，这已超过该地区13041万人的一半；再加上正在执行的“引汉济渭”工程，黄河中上游则可向宁夏的银川平原、内蒙的河套地区、山西的汾河流域、陕西的渭河流域充分供水，把它们建设成为黄河中上游的粮食基地。如是，强化南水北调中线调水，也可以做到缓解黄河中上游缺水问题。

 

（5）黄河河道的治理问题

自有黄河以来都有水冲沙，可从未解决过黄河的泥沙问题；即使西线调水成功可以分流冲沙，我等深信也解决不了黄河的泥沙问题。

泥沙堵塞黄河河道的根本，是人类对黄土高原植被的过度破坏，修复植被才是治理黄河河道的根本。因此，是整个流域、特别是黄土高原地带，严格执行退耕还林、还草，做到农、林、牧共同发展，而减少泥沙流入黄河才对；同时也可对泥沙淤积的严重地段实施工程治理，而不是一味地用水来冲涮。

发展我国的农业，不能只注重种植业，而必须也注重草产业、林产业。干旱的黄河流域，必须相应地发展耗水资源少的林、草产业，而不是更多地寄希望于调水来发展种植业，也就是必须因地制宜发展农业。

按华罗庚先生的优选法思维看，我等认为强化南水北调中线调水，远比做西线调水优化得多，用强化的中线调水替代西线调水完全正确、经济、可行。 

华罗庚教授推广优选法

 

参考文献：

 

1、南水北调西线调水的设计；

2、2005年水利部成都会议；

3、四川学者联名撰写“备忘录”，对西线工程规划提出质疑和建议；

4、陈传友，建议“南水北调”延长中线调水链替代东西线，科学时报；

  5、华罗庚的优选法。

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除了视频回传需要自己架流媒体服务器外，，

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