泥石流次声监测软硬件系统

发布时间：2020-08-14 13:07

【摘要】：泥石流是一种全球性,广泛分布在世界各地的一些具有特殊地形地貌状况地区的自然灾害。其具有爆发凶猛、破坏力巨大、影响深远等特点并在形成与运动的过程中会产生低于20Hz的次声信号。我国是一个多山的国家,受岩层断裂构造影响,许多山体陡峭,岩石结构不稳定,在多雨季节很容易爆发泥石流,造成人民群众的重大损失。所以对泥石流的监测有着重大意义。目前世界范围内对泥石流的监测,国内主要有章书成老师和中国科学院成都山地灾害与环境研究所,他们所研发的仪器已历经好几代;国外有如80年代末,美国Malo PARK的Wilsion提出的泥石流预警系统,即通过气象卫星方法、次声信号采集、实时观测降雨量、孔隙水压力和流域土壤含水量等因素综合起来进行报警。但无论国内还是国外的泥石流监测装置,或多或少的都会存在一些问题导致推广性差,比如误报率高、传感器装置价格高昂、维护费用高等。因此,本文提出了一种方案,即采用成本低廉但性能优秀的驻极体电容传声器结合低频补偿电路、硬件阈值电路以及各外围电路、信号处理等组合而成的泥石流次声监测系统,其优势为:成本低、性能稳定、实用性强、易于推广等。本文详细介绍了泥石流次声监测系统的系统方案设计、软硬件设计以及系统测试。此泥石流次声监测软硬件系统首先通过驻极体式电容传声器与低频补偿电路、截止频率为21Hz的二阶低通滤波电路以及AD芯片采集低于20Hz的次声信号并存储于SD卡中,再由uCOS操作系统每次提取一段数据进行信号处理,结合硬件阈值电路以及设定的信号持续时间,若处理结果符合泥石流次声信号的特点,则通过系统本地报警电路进行报警,与此同时通过系统SIM900A模块实现远程报警与次声信号数据等的传输,进而实现泥石流灾害的监测。而系统设计的别的外围电路比如硬件看门狗电路保证了系统工作的稳定性。经实际测试验证,此泥石流次声监测软硬件系统达到了设计要求,具有一定的实用价值和推广性。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P642.23;TP274

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 郑菲;陈维升;林春;;次声在灾害监测方面的研究现状和进展[J];科学技术与工程;2015年07期

2 李川;范建中;;次声医学运用的研究进展[J];中国康复医学杂志;2008年06期

3 王在忠,张作明,郭群;次声生物作用的研究进展[J];预防医学情报杂志;2001年05期

4 褚中祥;次声及其医学效应[J];大自然探索;1987年02期

5 李朝安;胡卸文;王良玮;;山区铁路沿线泥石流次声监测预警方法[J];声学技术;2012年04期

6 陈虎虎;靳平;沈旭峰;;新疆实验次声台站[J];核电子学与探测技术;2010年09期

7 陈虎虎;沈旭峰;王同东;靳平;;大气层核试验次声监测技术[J];核电子学与探测技术;2010年07期

8 李楚楚;次声污染[J];福建环境;2000年06期

9 谢金来;98’国际次声研讨会[J];声学学报;1998年06期

10 符文琛;;工业次声的劳动卫生问题[J];职业医学;1985年02期

相关会议论文 前10条

1 李妍;李夕海;姜楠;孟亮;;次声台站背景噪声建模技术现状与展望[A];国家安全地球物理丛书（十）——地球物理环境与国家安全[C];2014年

2 王晓航;赵树卿;;5·12汶川特大地震远程次声信号分析[A];国家安全地球物理丛书（九）——防灾减灾与国家安全[C];2013年

3 马彦;郑毅;范江兵;李鹏;;基于空间谱估计的次声定位方法研究[A];国家安全地球物理丛书（九）——防灾减灾与国家安全[C];2013年

4 姜楠;李夕海;闫双卡;孟亮;;基于IMF分量比的次声信号特征提取[A];国家安全地球物理丛书（十）——地球物理环境与国家安全[C];2014年

5 许伟;林源根;王晓航;李虹轶;;“天舟一号”飞船发射次声信号分析[A];国家安全地球物理丛书（十三）——军民融合与地球物理[C];2017年

6 赵钢;陈景藻;李玲;牟祥;袁华;;次声性脑损害的实验研究[A];第九次全国神经病学学术大会论文汇编[C];2006年

7 许伟;林源根;陈玉波;李虹轶;王晓航;;常用次声信号提取方法分析[A];国家安全地球物理丛书（九）——防灾减灾与国家安全[C];2013年

8 何任红;范建中;;低声压级次声对脑缺血再灌注大鼠的突触素和微管相关蛋白表达的影响[A];中华医学会第十五次全国物理医学与康复学学术会议论文集[C];2014年

9 任文涛;韩勇;叶依众;;天津“8·12”爆炸次声波分析[A];国家安全地球物理丛书（十二）——地球物理与信息感知[C];2016年

10 胡炜;费舟;孙晓苍;;次声脑损伤后eaat2的改变及其意义[A];中华医学会急诊医学分会第十六次全国急诊医学学术年会论文集[C];2013年

相关重要报纸文章 前10条

1 王乃仙;次声“杀人”之谜[N];北京科技报;2000年

2 代巧;当心次声伤人[N];广东科技报;2000年

3 代巧;当心次声伤人[N];江苏科技报;2000年

4 张中桥;加味补阳还五汤可防护次声所致损伤[N];中国中医药报;2007年

5 葛丽佳;成都山地所：成功研发泥石流次声报警器[N];地质勘查导报;2007年

6 本报记者 张星海;海上频现空船 乘客因何失踪[N];北京科技报;2004年

7 ;动物震前行为异常探秘[N];北京科技报;2006年

8 北京航空航天大学教授 高歌;地震的起源和预警[N];中国航空报;2011年

9 刘慧;次声波：伤人于无形无声？[N];科技日报;2008年

10 ;从博士到医生 我们能做得更好(一)[N];健康报;2003年

相关博士学位论文 前8条

1 朱星;岩石破裂次声探测技术与信号特征研究[D];成都理工大学;2014年

2 郑菲;次声波源产生的机理及有限元模拟[D];成都理工大学;2015年

3 林甜;次声抑制海马神经发生相关机制的研究[D];第四军医大学;2012年

4 荣左超;次声活塞发声器机理及相关技术研究[D];浙江大学;2013年

5 程浩然;次声对体外培养神经元轴突的影响及相关机制研究[D];第四军医大学;2010年

6 赵志刚;次声引起的应激反应有关机制及药物防护研究[D];第四军医大学;2001年

7 牟翔;环境次声测量及次声对小鼠海马部分生物学效应实验研究[D];第四军医大学;2001年

8 邱萍;次声对大鼠视网膜功能及血—视网膜屏障破坏的实验研究[D];第一军医大学;2002年

相关硕士学位论文 前10条

1 周继发;泥石流次声监测软硬件系统[D];中国地质大学(北京);2016年

2 崔晓艳;次声异常信号与地震的关系[D];北京工业大学;2010年

3 陆泽橼;次声弹作用过程及其防护的仿真研究[D];南京理工大学;2006年

4 刘雪勇;次声信号特征提取与分类识别研究[D];中国地质大学(北京);2015年

5 何任红;低声压次声对大鼠骨髓间充质干细胞活性的影响[D];南方医科大学;2014年

6 李德洁;低声压级次声对脑缺血再灌注后胶质纤维酸性蛋白、存活素表达的影响[D];南方医科大学;2013年

7 周远来;标准次声发生装置的机理及相关技术研究[D];浙江大学;2012年

8 向倬君;推挽次声发声原理及实验研究[D];国防科学技术大学;2015年

9 明舒晴;地灾次声信号特征提取与聚类研究[D];中国地质大学(北京);2018年

10 郑菲;临震次声异常产生的机理研究[D];北京工业大学;2006年

本文编号：2793074