1 引言

我国森林资源丰富，森林覆盖率高，面积广阔，森林的存在无论是对人类生存环境还是保持物种多样性等方面都至关重要。而这些森林资源正受到了来自自然灾害、人为破坏以及各种不确定性因素的困扰。其中，火灾威胁是最大原因之一，每年地球上因各种火灾引起的森林面积减少的事件时有发生。这些火灾的发生又以自然因素和部分人为因素为主，自然因素引起的火灾不容易被及时发现，导致的损害也极其恶劣。建立一套森林火灾实时监测体系就显得尤其重要，一方面可以快捷地发现灾情，另一方面又可以减少巡查火灾的人员数量，以减轻国家在这方面的财政压力[1]。该系统旨在组建一个无线传感器网络，通过前端的传感器实时采集森林现场的火灾情况，对火灾进行预警，通过无线网络将信息发送给森林巡查员或者林业管理部门，以保证林业管理部门第一时间核实信息，发布火灾灾情，实行扑救。结合嵌入式技术、无线通信技术、传感器技术，本文设计了一套节能环保、性能稳定、操作简单，实现“两监测一联动”的森林火灾实时监测系统[2]。两监测，即火灾初期浓烟监测、火灾中期火焰明火监测；一联动，即联动报警中心，发出火灾预警信号。

2 系统总体架构

本设计为三层架构，第一层为火灾信息数据采集节点，面向森林现场通过ZigBee数据采集模块实时采集火灾现场的各种火灾信息，将数据通过无线发送模块发送给数据中心；第二层数据中心处理节点，主要处理数据采集节点发送过来的基础数据，经过运算与比较判断森林现场的火灾警情，如发现数据与设定值不一致即发出火灾预警信号。数据中心处理节点具有数据的存储、运算、分析功能，以及数据报表的打印与上传等功能[3]；第三层为远端用户功能层，通过该层级实现火灾数据的远程分享，如通过计算机网络上传到上一级指挥监控中心，供上级部门指挥发布命令使用，还有可以通过该层级实现GPS定位，迅速定位火灾警情位置，实现手机远程实时发送火灾警情给森林火灾巡视管理人员，使现场人员第一时间掌握火灾相关信息，做到实时处理火灾警情[4]。通过该三级火灾处理系统，可实现森林火灾的智能化管理和消防救援一体化管理。该森林火灾预警系统框架结构如图1所示。

2.1 数据中心节点设计

数据中心节点承担着收集、处理、存储由数据采集节点发送过来的森林现场数据，同时还具有转发数据给报警中心、消防部门以及森林防火员等功能。其硬件框架结构如图2所示。该数据中心节点的硬件电路采用STM32系列单片机为主要控制芯片，采用ZigBee无线收发模块作为无线数据的收发及转换，采用GSM数据模块进行火警信息的发送，采用TFT触摸式液晶显示屏进行数据实时显示[5]。该系统中ZigBee模块可实现无值守式数据收发、存储和处理，并进行数据对比分析，将对比结果以无线的方式送给STM32单片机主控模块，在STM32单片机主控模块中对前端发送来的基础数据进行存储、运算、比较等操作，最后在输出端生成报警信息，在数中心进行声光报警，同时数据上传到上一级监控中心并将详细情况以短信息的形式发给森林火灾巡视员，森林巡视员通过手机客户端提供的详细信息作出判断，及时处理[6]。

2.2 数据采集节点设计

现场数据采集节点在系统中的主要作用是对森林现场各种数据进行采集，通过内置程序对比现场数据与设定数据，当现场出现了火灾信号时进行转发，同时将采集到的数据以无线的形式发送给数据中心节点，数据中心节点收到数据后需要进行相关处理再生成报警信号。数据采集节点结构如图3所示，森林火灾报警系统的数据采集节点硬件设计简单，其内核心部件由STM32单片机、前端数据采集模块、各种传感器（包括烟雾检测传感器、明火检测传感器以及温湿度传感器）、ZigBee无线收发模块以及供电电源模块组成[7]。前端各种传感器模块电路的设计采用双备份的方式，以防产生误报漏报的情况。数据采集节点采集到的数据在本地STM32单片机中进行数据存储和处理，当有报警信号被采集到的时候本地模块也会产生声光报警信息，并将本地节点的地址编号等详细数据上传到数据中心节点，通过多传感器的设计使得系统的稳定性和可靠性得到了很大的提升。

课程设计是基于一定的目标和要求对课程的实体（课程方案、课程计划等）进行规划和安排，主要包括课程目标确立和课程内容选择和组织。[5]我们根据工作绩效改进和专业素养提升的培训目标，分别设置了指向教学技能提升和学习反思能力提升的两条课程主线，围绕“双主线”进行课程内容选择和组织。基于工作绩效改进的课程主线以学科核心内容为载体，将教学设计与实施作为主线；基于专业素养提升的课程主线则以反思框架为载体，以课程反思为主线，课程设计思路如图1所示。

3 系统程序设计

在该系统的程序设计中，使用了手机APP和计算机为控制中心的开发平台。软件程序开发采用安卓变异开发环境，采用基于框架结构的模式，使用JAVA语言[8]。各个终端节点的开发基于ARM公司的KEIL5程序编译平台，软件系统的开发离不开硬件平台的支持，在整个程序框架结构设计过程中紧密结合硬件系统，采用多任务程序设计，主程序流程图如图4所示。

在主程序设计中，软件系统的设计采用第十周期执行的方式进行，各个任务的执行以时间片段为顺序，通过定时器进行唤醒[9]。在程序执行的过程中单片机实时监测各个传感器的实时状态，将数据进行更新上传。并在本地进行存储，以防数据因网络故障而导致丢失。主程序如下：

4 结论

该系统的设计整合了STM32先进单片机控制技术、Zig-Bee无线传感器网络技术、GSM远程数据传输技术以及TFT液晶显示等技术，性能稳定，操作简单。系统经过测试实现了火灾初期浓烟监测、中期明火监测“两监测”和联动报警中心发出火灾预警信号“一联动”功能。系统工作正常，完成了既定项目要求，取得了良好的应用效果。

随着时代的发展，人们对猪养殖的要求逐渐提升，疾病作为影响猪养殖质量的重要影响因素，需要对其展开严格的控制。猪常见疾病能够分为多个种类，不同疾病的症状以及控制措施都不同，因此相关人员需要对其展开合理有效的控制。本文将对几种猪常见疾病类型展开介绍，并根据目前猪养殖的现状，制定出相应的控制方案，最终达到对猪常见疾病展开良好控制的目的。

参考文献：

[1]程春荣．基于ZigBee技术的水质监测系统的设计[D]．杭州：杭州电子科技大学，2010．

[2]宋乐．基于G SM的多参数水质在线监测系统设计[D]．太原：太原理工大学，2011．

[3]钟永锋，刘永俊．ZigBee无线传感器网络[M]．北京：北京邮电大学出版社，2011．

[4]余艳伟，徐鹏飞．近距离无线通信技术研究[J]．河南机电专科学校学报，2012，20(3)：18-20．

[5]陈崇辉，邓筠．基于ZigBee技术的快件寻找系统设计[J]．现代电子技术，2016(6)：116-119，122．

[6]徐洁，黄虎．ZigBee路由算法的改进[J]．中国新通信，2013(7)：82-83．

[7]赖鹏．短距离无线数据传输系统的设计[D]．厦门：厦门大学，2014．

[8]武风波，张会可，吕茜彤．森林防火监测系统的设计与开发[J]．现代电子技术，2018(7)：35-38．

[9]陈晓虎，葛泽波．基于Zigbee的火灾预警系统设计[J]．数字技术与应用，2018(7)：30-32．