多参数公路路基健康监测系统研究

发布时间：2020-05-01 14:06

【摘要】：路基作为公路的主要承重结构,公路运营过程中70%以上的变形都来自路基的本体残余变形。当路基强度不足或工后沉降过大时,将引起严重的路面沉陷、裂缝、路基失稳等严重的路基路面病害。本论文在传统公路监测系统的研究基础上,完善设计方案,构造路基传感监测网,并引入测频算法提高测量精度。系统可对路基内部关键参数指标进行监控,实时监测路基健康状况。首先,本文对传统公路监测系统的方法与特点进行概述,根据其监测参数与运行方式,证实了其应用的局限性。针对传统公路监测系统存在的缺陷,明确公路健康监测系统设计方案,建立完善的路基传感监测网。STM32为核心控制器,外围设计传感驱动电路、存储模块、显示模块、传输模块、电源模块。针对振弦式压力传感器输出信号在时域分析易受外界干扰,引入了频域分析法,采用改进的Rife-Quinn算法对输出信号进行频率计算,通过仿真与实验证明了测频算法可有效提高系统的测量精度。然后,为系统移植UCOSII实时操作系统,设定任务优先级,根据任务优先级进行任务切换,多任务运行模式大大提高系统工作效率,保证系统运行流畅稳定。最后,完成路基传感监测系统的整体设计与调试,在高速公路段进行实地系统验证,对公路数据进行实时采集,通过PC机解析数据实时显示并存入数据库。该套系统具备测量准确,自动化程度高,功耗低的特点,可满足实际工程应用。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U418.5

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