近年来,世界经济的确有了长足的发展,但它带来的负面影响就是对有限资源的掠夺性开发和对环境的污染甚至破坏,危急到人类未来的生存和发展,这一点已受到越来越多人的关注。因此,保护环境的呼声已越来越高涨,如何处理好经济发展与保护环境的关系问题就成为当今世界级难题。加强环境监测是最为积极的方案。通过环境监测得到有关的环境参数,为可持续发展战略的实施提供科学依据。在所有环境监测中,大气环境监测显得最为重要,因为呼吸就是生命,大气环境的质量直接影响生命的质量。但是,现有的大气环境监测及采样技术,一般只能在小区域内进行单点监测,存在方法不当、技术落后、设备陈旧等问题,严重影响监测数据的可靠性。为了很好的解决大气环境监测问题,必须引入先进的传感技术、信号采集技术、信号与信息处理技术、数字通信技术、远程测控技术等,建立一种能适应现代环境监测及采样要求的新的测控体制。为此,本文提出了以大中型城市为中心的“大气监测及采样多目标远程无线统一测控体制”,建立了“多目标远程大气监测及采样系统模型”,研制了“多目标大气监测及采样远程无线测控系统”。该系统的主要任务及技术要求是:① 测定目标点(子机)的距离,为主机与子机间通信作准备(子机至少16个,主机与子机间的作用距离大于2公里,既能进行语音通信,又能进行数据通信);② 对目标点(子机)大气的大气压、环境温度、风速、风向等大气参数进行实时测量;③ 把目标点测到的数据传回测控中心主机(数据传输可靠);④ 完成对目标点大气样本的采集(采集容量1000mL)。该测控系统的高空目标点(子机)由氢气球搭载,根据需要人工放升气球进行高空布点。整个测控系统要求简单、价廉、使用灵活、操作方便,尤其要求子机及附属装置轻巧、可靠。该系统由测控中心(主机)和多个目标点的监测及采样装置(子机)组成,形成多位一体的立体大气环境参数监测及采样平台,能对一定区域(如以大中城市为监测中心)的大气环境参数进行实时监测和采样,通过对所得数据和空气样本的分析处理,给出当前该区域的大气环境质量的统计特性,为经济的发展和环境保护活动的开展提供可靠的、科学的依据,从而减小环保工作的盲目性。这对确保有限资源的合理利用,同时减小环保耗费具有重大的意义。<WP=8>本文研究的主要内容① 大气环境监测技术研究:总结现有大气环境监测技术,提出了一种适用于高空环境监测无线遥控监测方案,对该方案的先进性、实用性、可操作性进行了论述。② 大气采样技术研究:总结现有大气采集技术,提出了一种适用于高空大气采集无线遥控方案,它能满足高空环境下实时性、稳定性、可靠性的要求。③ 远程无线测控技术研究:对无线测控技术进行了深入的研究,根据该系统要求简单、价廉、使用灵活、操作方便的特点,提出了一套经济、实用的测控方案。④双音多频(DTMF)数据传输技术研究:总结现有数据通信技术,根据本系统对数据传输技术的要求和特点,提出了基于双音多频(DTMF)技术的数据传输方案,并首次提出了一种适合于直接与数字电路接口的双音多频(DTMF)编/译码规则。⑤多目标管理技术研究:为了实现对大气环境的全面监测,提高监测结果的准确性,提出了大气监测及采样的多目标统一测控体制。对大气的多点监测和采样,多目标管理技术研究显得尤为重要,采用了多目标地址编码技术对多目标进行控制和管理。⑥“多目标大气监测及采集远程无线测控系统”研制。建立该系统的原理结构模型、分析各组成部分的工作原理、设计各单元电路;对该系统进行多次实验,给出实验结果。理论分析和实验结果表明:“大气监测及采集无线多目标远程无线测控系统”能实现对多个目标点的大气进行实时监测和采样,具有可靠、简单、价廉、使用灵活、操作方便的特点。该系统达到了预期目标,它广泛适用于远程大气监测和采样领域,为环境保护和资源的合理利用提供科学的数据。目前,该系统已送交中国科学院广州地球化学研究所,经投入使用,运行效果良好。