山體滑坡監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計精品資料

1、山體滑坡皮監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)殳計電子器件雜志2中4年第-三期1系統(tǒng)設(shè)計1-1預(yù)警系統(tǒng)終端機(jī)山體滑坡預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)的終端機(jī)由各種水文、氣象傳感器模塊(軸加數(shù)度陀螺儀GPSI模塊)、無線通信模塊、電源模塊和主控制器模塊組成。圖2為線、角加速度采集傳輸模塊連接框圖圖3為位移采集傳輸模塊連接框圖。1-11線、角加速度采集傳輸模塊主要用到的模塊有:主控制模塊(ST(C12C15A60S2!)、-三軸加速度陀螺儀模塊(MPU一60!50)、無線傳輸模塊(SIM300)。(1)主控制模塊所采用的主控制-H-心片是STC12C5A60S：0它是高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的新一一一代8051單片機(jī)7指令代碼宀 完全兼容

2、傳統(tǒng)8051但速度快8倍12倍0內(nèi)部集成MAX81專用復(fù)位電路2路PWM8路高速10bitAD轉(zhuǎn)換(25()ksampks/s即25萬次/s)兩個串口0在對線、0角加速度采集傳輸設(shè)計中只是把它作為普通的51單片機(jī)來使用(單串口)0-三軸加數(shù)度陀螺儀模塊采用的-H-心片是MPIJ 6C50MPJ 60X0系列是全球首例9軸運動處理傳感器。它集成了3軸ME三MS陀螺儀3軸MlEMS加速度計以及-一一個可擴(kuò)展的數(shù)字運動處理器DMp(DigitalMotionProcessor。為了精確跟蹤快速和慢速的運動傳感器的測量范圍都是用戶可控的陀螺儀可測范圍為250/s、 500/s、 1000/s、 200

3、0/s(%dps)加速度計可測范圍為248 16妙（重力加速度)。無線傳輸模塊本設(shè)計采用的GPRS通信模塊為SIM1300。SIMI30C是SIMICO公司推一出的GSM/GPRS雙頻模塊支持TCp/IP協(xié)議、-三頻/四頻/GSM/GPRS支持PDI丿模式和文本模式的短消息傳送支持?jǐn)?shù)據(jù)和傳直/、信息丿 111、的高速傳輸使用時更加方便靈活。Gp RS通訊適用于間斷的、突發(fā)性的或少量的數(shù)據(jù)傳輸也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸且具/、有實時在線按量收費等優(yōu)占八、8。在該設(shè)計中GPRS模塊的接口信號端GRX、GXD分別與STC12C5A60S：?的RxD、TxD連接如圖2所示。當(dāng)主控制模塊和GPRS模塊啟

4、動后MCJ通過串口直接向GPRS模塊發(fā)送AT指令使其/、接入GPRS網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。其/、內(nèi)容包括波特率、網(wǎng)關(guān)、GPRS模塊的類別、測試GP RS服務(wù)是否開通等。1-12位移采集傳輸模塊主要用到的模塊有主控制模塊(ST(：12(：5Af)0S2!)、全球疋位系統(tǒng)(GPS)模塊、無線傳輸模塊(SM300)。在對位移采集傳輸設(shè)計中使用了STC12C5A60S：2的雙串口功匕匕 厶冃。MCU將從串口1傳輸?shù)腉PS擻據(jù)解析后經(jīng)過串口2數(shù)據(jù)傳給SIM300該設(shè)計中GPRS模塊的接口信號端GRX、GXD分別與STC12C5A60S：2的RxD(2)、TxD)(2)連接。全球疋位系統(tǒng)(GPS)模塊采用的

5、-H-心片為u一blc)X公司生產(chǎn)的NEO)6M一0001。捕獲冷啟動29s溫啟動27s輔助啟動3s熱啟動1s靈敏度:捕獲一162dBm1,跟蹤147dB ,冷啟動一146dBmGPS模塊的Tx、RX端分別與STC12C5A60S：?的RxD、TxD相連如圖3所示。113電源模塊由于監(jiān)測系統(tǒng)終端機(jī)分布在野外供電較一困難終端機(jī)采用蓄電池供電蓄電池容量大、自放電率低并采用太陽能板對其進(jìn)一行涓流充電，一可以保一證系統(tǒng)一長一期穩(wěn)定.地-厶作.本.設(shè).丄中.采.用.的-是.9的太.陽.匕匕 厶冃板，-的蓄電池，-以-及3A5。電源穩(wěn)一壓-模.塊.，-連.接.圖一如一圖一4所-示一圖一丄的.二極.管一是一

6、防一丄蓄一電一池-對一太-陽一能.板一進(jìn)一行一反.充一電一蓄一電.池.的實一際電壓為一6一-，-經(jīng)過5亠。一電源穩(wěn)壓一模塊后在-n二端-輸一出電-壓一，-可-以-為單片機(jī)一1GPRs模一塊一模3 .塊一供一電一丄-2-預(yù)一警一平臺本設(shè)計中，-預(yù)一警平臺-是通過短信和報警器的播一報一方一式一通一知一相一關(guān)一人一員一的一用一到一的一硬一件一有一:單一片一機(jī)一s、無一線一傳一輸一模一塊一、報一警一器一二、手機(jī)其中SC89C52與一 I 一模塊的一連一接方式一與一圖一2-一樣一選一用一的一報一警一器一可一丄作一在一二之一間一，-在一時一，-可一達(dá)一到一12.的一聲一音一它一是一由一繼一電器對其進(jìn)行一控

7、一制的，-繼一電器是通過達(dá)一林一頓管Id73002N來一驅(qū)一動-的一繼一電一器-的_為一常-開端口亠_為一常閉端一口原理一圖如一圖5一所一示通過IELE繼一電-器-進(jìn)一行_控一制一在一報一警-前-亠I-D2(綠-燈丄亮-亠L(fēng)E.紅一燈一丄滅一亠繼一電一器處于常閉狀態(tài),報警器不工作當(dāng)接收到監(jiān)控系統(tǒng)控制站的報警指令后LEED2滅LED1亮繼電器處于常開狀態(tài)報警器工作且手機(jī)會收到-一一條預(yù)警短信本設(shè)計選擇的實驗滑坡采集占有-三處標(biāo)記為1、2、3號地區(qū)短信內(nèi)容如圖6所示提醒相關(guān)人員做好防范1-3監(jiān)控系統(tǒng)控制站監(jiān)控系統(tǒng)控制站主要負(fù)責(zé)將終端機(jī)傳送過來的加速度、位移數(shù)據(jù)存儲、顯示判斷數(shù)據(jù)是否達(dá)到預(yù)警門限值如

8、果達(dá)到門限值時就會發(fā)送一一一條指令給預(yù)警平臺預(yù)警平臺將會啟動報警裝置本設(shè)計的上位機(jī)軟件是借助于網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手這款軟件它支持UDPTCP協(xié)議集成TCP）服務(wù)器和客戶端J可以自動發(fā)送校驗位支持多種校驗格式J支持間隔發(fā)送循環(huán)發(fā)送批處理發(fā)送等功能圖7為監(jiān)控終端接收到的放大256倍的線、角加速度數(shù)據(jù)。其/、中A后面的3個數(shù)據(jù)分別表示X、Y、Z軸的線加速度單位為gn(重力加速度)G后面的3個數(shù)據(jù)分別表示X、Y、Z-三軸旋轉(zhuǎn)方向的角加速度單位為0/S圖8為監(jiān)控一終端一收到的C G位移數(shù)據(jù)例一如圖8中第丄行數(shù)據(jù)，-設(shè)為A點h“:361TCV:31，-它表示該滑坡采集地處.于-高度-6，-北-緯U4丄，-東-經(jīng).的一位.置一丄為.北.京.時-間一的.秒一，-前.后一丄相一減.就一得一到一了-采一集一間一隔一時.間.如果數(shù)據(jù)一變?yōu)?點一處于高度5-2-亠北-緯-325，-東經(jīng)389_r的-位置那么-A旦兩一處一距離一將一通一過一下面方一法一進(jìn)一行計算一2結(jié)論口nnnn口nnn本一設(shè)計一對-山體一位一移一加一速一度一信一息一進(jìn)一行_監(jiān)一測-亠確一保一丄預(yù)一警一的一準(zhǔn)一確一性丄預(yù)一警一平一臺一的一設(shè)一計一大一大一方一便一丄預(yù)一警的播報一:采用GpRS無線一網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)保一證_丄監(jiān)一控一站一可-旦在一無一限一遠(yuǎn)一處一設(shè)