多功能地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)釆集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、多功能地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)釆集系統(tǒng)設(shè)計(jì)不管是在經(jīng)濟(jì)還是文明程度方面 , 隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步 , 地質(zhì)災(zāi)害帶給我們的影響越來(lái)越不可忽視。例如 , 山體以及巖石發(fā)生的滑坡現(xiàn)象等都會(huì)給人造成人身意外 , 影響我們平時(shí)的正常生產(chǎn)以及生活給社會(huì)也會(huì)造成很大的麻煩 , 甚至?xí)泻芏嗟娜艘虼硕鴤觥?因此 , 為了保障我們社會(huì)的正常生產(chǎn)及工作 , 采集山體和巖石的隨時(shí)變化的數(shù)據(jù) , 用于預(yù)防山體及巖石滑坡現(xiàn)象的發(fā)生是非常有必要的而且有著非常重要的意義。本文利用聲發(fā)射監(jiān)測(cè)、地下水位監(jiān)測(cè)、相對(duì)位移監(jiān)測(cè)、應(yīng)力監(jiān)測(cè)、泥石流地聲監(jiān)測(cè)、孔隙水壓力監(jiān)測(cè)方法來(lái)采集山體、巖體等內(nèi)部變化產(chǎn)生的各種監(jiān)測(cè)信號(hào), 分析其的變化狀態(tài)并且進(jìn)行監(jiān)

2、視,預(yù)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。 本文主要研究山體巖石的聲發(fā)射信號(hào)、地下水位監(jiān)測(cè)信號(hào)、相對(duì)位移監(jiān)測(cè)信號(hào)、應(yīng)力監(jiān)測(cè)信號(hào)、泥石流地聲監(jiān)測(cè)信號(hào)、孔隙水壓力信號(hào)采集系統(tǒng), 該系統(tǒng)是可遠(yuǎn)程進(jìn)行控制的系統(tǒng), 是由上位機(jī)系統(tǒng)和下位機(jī)系統(tǒng)組成的, 上位機(jī)系統(tǒng)是由PC的操作界面控制系統(tǒng) , 而下位機(jī)系統(tǒng)是由單片機(jī)控制的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng), 上位機(jī)系統(tǒng)與下位機(jī)系統(tǒng)是通過(guò)使用無(wú)線傳輸方式傳輸數(shù)據(jù)的電臺(tái)來(lái)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的, 而對(duì)應(yīng)的上位機(jī)系統(tǒng)和下位機(jī)系統(tǒng)與電臺(tái)之間的連接是通過(guò)串口來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在該系統(tǒng)中的信號(hào)處理模塊 , 本設(shè)計(jì)采用了程控濾波芯片MAX262和程控放大芯片PGA308對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行處理 , 在使用的過(guò)程中, 通過(guò)對(duì)單片機(jī)進(jìn)行

3、編程來(lái)設(shè)置 PGA308的放大倍數(shù)以及 MAX262的濾波器工作的中心頻率和品質(zhì)因數(shù)。 在使用了這兩個(gè)程控濾波與放大芯片之后 , 可以在實(shí)際的使用過(guò)程中 , 根據(jù)具體的情況適當(dāng)?shù)母淖冃盘?hào)的放大倍數(shù)及選擇有用的信號(hào)頻率。 上位機(jī)系統(tǒng)是地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的操作界面 , 操作人員通過(guò)該界面 , 設(shè)置下位機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù), 查詢下位機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài) , 讀取下位機(jī)系統(tǒng)的采集數(shù)據(jù) , 存儲(chǔ)聲發(fā)射信號(hào)數(shù)據(jù)等。下位機(jī)系統(tǒng)是由單片機(jī)控制的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) , 由單片機(jī)根據(jù)上位機(jī)的控制命令設(shè)置傳感器的采集頻率 , 設(shè)置濾波器器芯片的中心頻率及品質(zhì)因數(shù) , 設(shè)置增益放大芯片的放大倍數(shù)等。單片機(jī)還通過(guò)自帶的 A/D

4、轉(zhuǎn)換功能將采集的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)上傳到上位機(jī)系統(tǒng)。 本文的主要研究?jī)?nèi)容如下： 首先介紹了本設(shè)計(jì)的研究背景及研究的意義、聲發(fā)射監(jiān)測(cè)、地下水位監(jiān)測(cè)、相對(duì)位移監(jiān)測(cè)、應(yīng)力監(jiān)測(cè)、泥石流地聲監(jiān)測(cè)、 孔隙水壓力監(jiān)測(cè)以及其的特點(diǎn)及該監(jiān)測(cè)方法的基本原理。再者通過(guò)我們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)際要求完成了多功能地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) , 根據(jù)實(shí)際需要實(shí)現(xiàn)的功能我們選擇了相應(yīng)的硬件設(shè)施 , 如相對(duì)于聲發(fā)射監(jiān)測(cè)、地下水位監(jiān)測(cè)、相對(duì)位移監(jiān)測(cè)、應(yīng)力監(jiān)測(cè)、泥石流地聲監(jiān)測(cè)、孔隙水壓力監(jiān)測(cè)的多種傳感器的選擇 , 程控濾波芯片和程控放大芯片的類(lèi)型選擇、單片機(jī)芯片的對(duì)應(yīng)的選擇 , 電臺(tái)的型號(hào)等的選擇等 , 同時(shí)還完成了系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)工作。

5、最后我們?cè)O(shè)計(jì)了該系統(tǒng)的軟件控制部分 , 本文設(shè)計(jì)的軟件部分共分為上位機(jī)軟件和下位機(jī)軟件 , 上位機(jī)軟件包括我們的 PC操作界面 , 繪制的波形圖的顯示以及采集到的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能 , 下位機(jī)軟件則包括此次設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)的采集的控制部分 , 信號(hào)采集到之后的濾波以及放大功能實(shí)現(xiàn)的參數(shù)設(shè)置 , 對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳到上位機(jī)的操作以及接收上位機(jī)下發(fā)的各種指令的部分。 本設(shè)計(jì)將采用多種傳感器及裂縫報(bào)警器等專(zhuān)業(yè)設(shè)備 , 采集地質(zhì)變化的各種數(shù)據(jù)信息 , 通過(guò)電臺(tái) , 把信息傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)房 , 由專(zhuān)業(yè)人士進(jìn)行分析并將結(jié)果發(fā)送給各相關(guān)部門(mén)進(jìn)行預(yù)警處理 , 將一定范圍內(nèi)的滑坡、泥石流等現(xiàn)象作為本設(shè)計(jì)中的監(jiān)測(cè)對(duì)象 , 對(duì)

6、變形破壞的監(jiān)測(cè)以及時(shí)間上的誘變?cè)蜻M(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)與獲取。 通過(guò)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的相關(guān)因素的分析以及處理 , 對(duì)地質(zhì)災(zāi)害體的穩(wěn)定情況和變化做出預(yù)測(cè)。同時(shí) , 在獲得了滑坡、 泥石流以及崩塌的空間分布規(guī)律之后 , 就可以對(duì)即將發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的地方進(jìn)行預(yù)測(cè) , 減少地質(zhì)災(zāi)害對(duì)人類(lèi)的生命財(cái)產(chǎn)所產(chǎn)生的威脅。本設(shè)計(jì)既滿足多功能的特點(diǎn) , 又滿足自動(dòng)化的需求 , 可以對(duì)多種地質(zhì)災(zāi)害的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并傳輸 , 它可以保存到實(shí)時(shí)的準(zhǔn)確的數(shù)據(jù) , 使管理地質(zhì)災(zāi)害的管理部門(mén)能更高效的工作 , 從而可以預(yù)防災(zāi)害的降臨 , 減少地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生對(duì)人類(lèi)的生活以及生命安全、財(cái)產(chǎn)等產(chǎn)生的嚴(yán)重?fù)p失。 本設(shè)計(jì)相對(duì)于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來(lái)講 , 其具有多功能的特點(diǎn) , 可以同時(shí)對(duì)多種地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)進(jìn)行采集 , 并且在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆矫娌捎昧藢?zhuān)用電臺(tái)設(shè)備進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)的傳輸 , 具有靈活性很高以及傳播速度很快等特點(diǎn) , 本次設(shè)計(jì)既可以全面快速的采集到各種地質(zhì)