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基于GPS与GPRS的滑坡监测系统设计

冯蓉  
【摘要】:滑坡是一种主要的地质灾害,它是由于斜坡岩土体受地壳影响,沿着惯通的剪切破坏面所发生的一种滑移现象。近年来由于地质灾害频发给工农业生产甚至人民生命财产都造成了巨大的损害。因此,滑坡监测和预警系统成为了减少此类灾害的重要技术手段,在国民经济中具有非常重要的应用价值。目前,滑坡监测的主要方法有简易排桩法观测、简易地表变形观测、建筑物倾斜观测等等。随着技术的飞速发展,对于如何采用新的技术方法使滑坡位移监测更有效、更安全,更具有实时性,已然成为新的研究重点。为此,本文提出了一种基于GPS与GPRS的滑坡监测系统,它将全球定位系统与通用分组无线业务有效地结合,对于危害大、变形明显并且具有一定规模的滑坡进行实时监测,这种方法提高了监测精度并实现了数据的自动化采集。 本文的研究工作是在通过了解滑坡监测的背景和发展历程的前提下,提出的基于GPS及GPRS的设计方案及工作原理,其中主要内容包括:(1)滑坡监测子系统:首先是利用GPS测试位移的发生,其中采用了多点相对定位的方式提高了定位精度。然后将GPS接收到的卫星信息数据利用单片机传送给主控系统中,进行数据处理。(2)数据传输子系统:在数据的传输上分为有线和无线两种方式,鉴于有线方式具有布线复杂、易遭雷击、安装及维护成本高、易遭破坏等缺点,本课题提出了一种基于GPRS网络和SIM300C模块的无线传输滑坡监测系统,基本解决了数据的传输问题。 然后重点围绕主控制系统的软硬件进行了详细的设计,硬件方面主要包括:主控制器的设计(主控单片机选用STM32F103芯片),电源的设计SIM300C模块的设计、接口设计;软件方面包括:利用TCP/IP协议栈的数据传输、SIM300C与上位机的连接以及计算机对数据处理与监控等。主控系统实现了各个模块的有效连接,由此组成系统整体方案的实现。 本系统采用了模块化的设计理念,即各个硬件都相对独立地运行,这样可以更加方便快捷地进行系统组装、调试,可以有效地缩短实际开发周期。论文最后是对全文工作进行了总结及对今后工作进行的展望;并在附录中提供了本系统的硬件设计电路图。本文的主要内容是有关处于野外环境中监测终端的设计,偏重于滑坡监测系统中单片机的控制以及数据的无线传输。


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