多參數采集傳輸儀在遼寧地區(qū)泥石流監(jiān)測的應用
摘要:本文設計了一個基于PIC24單片機的野外多參數數據采集傳輸儀,并將其應用在遼寧地區(qū)山洪泥石流的檢測中。系統(tǒng)以PIC24F32KA302和ADS1256芯片為核心,配合含水率傳感器、雷達探頭等組成系統(tǒng)的硬件部分,具有四路模擬量采集通道和一路雨量采集通道,可以同時采集泥石流體的高度、土壤的含水率、滑坡體的位移量、當地降雨量等地質災害信息。目前該系統(tǒng)已成功應用于遼寧地區(qū)山洪泥石流等地質災害的監(jiān)測中。通過野外檢測證明,該系統(tǒng)功耗低、精度高、可靠性強,能夠有效監(jiān)測地質災害易發(fā)區(qū)的地質災害情況。
本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/143374.htm引言
我國幅員遼闊,地形、地質、氣候條件十分復雜,又是一個多山國家,山地面積約占國土總面積的69%,山區(qū)常見的滑坡、崩塌、泥石流、巖溶塌陷等山區(qū)地質災害給當地村民生活造成許多麻煩。突發(fā)性地質災害主要是指崩塌、滑坡、泥石流和地面塌陷等,一般呈兩種形式發(fā)生,一是單發(fā)型,即單體獨自發(fā)生,如長江西陵峽新灘滑坡即是一典型例證;另一種是群發(fā)型,即崩塌、滑坡、泥石流或地面塌陷災害等兩到三個災種在特定區(qū)域上成群地同時出現,成災面廣,社會影響巨大。為此,地質災害監(jiān)測預報是防治地質災害發(fā)生的一個重要環(huán)節(jié),地質災害監(jiān)測儀器的研制成為防治地質災害發(fā)生的重要手段。
系統(tǒng)硬件設計
地質災害監(jiān)測系統(tǒng)結構
圖2是我單位研制的地質災害監(jiān)測系統(tǒng)原理結構圖,主要包括三個部分:多參數采集傳輸儀器、互聯網基站和應急監(jiān)控中心。多參數采集傳輸儀具有路由功能,它們與基站節(jié)點按照簇樹的分層結構自治地組成網絡,各種傳感器與采集傳輸儀相連接,對災害體相關數據進行采集,采集的數據經過處理后,沿著自身優(yōu)化的路由算法路徑傳送給監(jiān)測主機,監(jiān)測主機匯聚各個傳感器節(jié)點采集的數據并進行數據融合,通過GPRS網絡最終到達應急監(jiān)控中心。太陽能板作為電池充電設備,箱體下部為儀器主機與電池,箱體做相應的密封處理以應對陰雨氣候,與應急中心通過GPRS鏈路進行網絡連接?! ?/p>

本文主要研究多參數采集傳輸儀的研制,本系統(tǒng)硬件部分采用Microchip公司的PIC24F32KA302作為處理器,該芯片功耗低、內存容量大。整個硬件電路中元器件都按照工業(yè)級標準進行選擇,保證能夠滿足野外地質災害監(jiān)測的需求。硬件主要包括前端傳感器、A/D采集單元、供電單元、GPRS通信單元及外圍設備,系統(tǒng)通過太陽能板給12V蓄電池供電,電路中由12V電壓分別做轉換處理,得到5V和3.3V電壓,供給PIC單片機和AD等使用。系統(tǒng)具有4路A/D采集通道和1路雨量采集通道,可以同時接五種傳感器,系統(tǒng)在PIC24F32KA302的控制下采集模擬量信號,將數據存儲在內存中,通信單元將數據以Socket TCP的形式發(fā)送到應急中心的服務器軟件上。硬件系統(tǒng)的原理框圖如圖1所示?! ?/p>

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