坡面地表径流及含沙量实时在线监测技术研究

发布时间：2020-05-24 05:58

【摘要】：随着时代的发展和我国经济实力的提升,高速公路的建设越来越普遍。高速公路早已成为人们开车出行的首选之路。但高速公路边坡坍塌以及坍塌引起的交通事故也屡见不鲜。因此,对其边坡坡面地表径流及含沙量进行实时在线监测有着重要的意义。本文根据高速公路边坡坡面地表径流及含沙量实时在线监测系统的实际需求,共分为三大模块进行系统整体方案的设计和实现。第一大模块:设计了坡面地表径流及含沙量的检测装置,通过实验证明,该检测装置能精确的检测到径流及含沙量的数据信息。第二大模块:设计了ZigBee和GPRS实时在线传输系统,通过简单实验证明,ZigBee网络能够将检测所得的数据信息通过ZigBee转换模块进行协议转换后传输到GPRS通信模块上,并最终将检测所得的数据保存至监测中心,实现无人值守情况下,径流及含沙量数据信息的实时在线监测。第三大模块:利用太阳能加蓄电池的供电方式解决了现场能源供给问题。这三大模块构成的整个监测系统,以高速公路边坡坡面为应用背景,实现了坡面地表径流及含沙量在线监测的网络化与实时性,对预防高速公路边坡坍塌和确保高速公路安全出行有着重要的意义和应用前景。
【图文】：

图 1.1 高速公路边坡坍塌照片上面这张图是本人在衡邵高速（湖南衡阳至邵阳的高速路）路上正好拍下的由于连续两天的降雨导致其边坡的坍塌，由此可见，一旦高速公路边坡，对人们的出行会带来极度的不便，同时还会涉及到人生安全。因此，对高速公路边坡坡面的地表径流和含沙量需要进行实时在线监测。伴随着无线传感器网络应用的越来越广泛，以及利用无线传感器网络传输信息其较高的安全性，低价格的投入和具有极强的自适应性等多方面优点。因此能将它合适的运用在坡面地表径流量及含沙量数据信息的采集与传输，实现高速公路边坡坡面地表径流及含沙量的实时在线测量。目前，就高速公路边坡这种应用背景结合无线传感器网络技术来研究其边坡坡面地表径流量及含沙量实时在线监测，还很少涉及。显然，这对于实现我国高速公路边坡状况的实时监测及信息化有一定的价值。本文研究的坡面径流及含沙量实时在线监测技术主要针对高速公路边坡坡面，本文的研究内容分为径流量及含沙量的监测、基于 ZigBee 技术和 GPRS 无

流量测量装置径流量测量系统的组成文在对坡面径流量进行检测时，，会用到机械装置采集径流液以及电子控制存储、控制或是显示所测数据。械装置部分用安插在坡面的积水漏斗来收集径流液使其流入到采样室（从以清楚的看出机械部分所实现的功能）。采样室为了避免在用光照法测径量时有外来光照干扰，将它容积设计成高 10cm、直径 10cm 的圆柱形不容器，其底部设计成锥形，目的是为了防止泥沙溶液在排放过程中造成泥。整个机械部分检测到径流量的工作原理就是根据坡面径流公式tSW 计算出单位时间内通过水断面的水量即径流量 Q（其中 W 和 S 是定机械检测部分（漏斗和采样室）整体简单设备图如下：
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U412.2

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王晨康;赵晓军;李瑞;张红北;;基于ZigBee的工业现场远程监测系统设计[J];微型机与应用;2015年09期

2 牛广文;;基于GPRS通信的远程土壤墒情自动监测系统设计[J];自动化与仪器仪表;2015年02期

3 曾为军;张云伟;陈岭;王大龙;董晓伟;王彦钧;;基于计时与光照法的坡面径流量及含沙量动态检测系统[J];农业工程学报;2014年24期

4 王战备;;基于太阳能的无线传感器网络节点供电系统设计[J];渭南师范学院学报;2013年12期

5 权娜娜;蔡辉;;基于ZigBee的智能公交通信系统设计[J];科技风;2013年19期

6 叶培顺;刘黎;王伯槐;;基于无线传感器网络的煤矿安全监测系统的研究与设计[J];电子设计工程;2013年18期

7 于剑飞;魏阳;张秩惟;石美宪;;ZigBee系统结构和射频分析及其射频测试方法研究[J];电信网技术;2013年09期

8 焦尚彬;宋丹;张青;唐金伟;;基于ZigBee无线传感器网络的煤矿监测系统[J];电子测量与仪器学报;2013年05期

9 徐坤;周子昂;吴定允;李向东;;基于MSP430单片机的直流电动机调速系统的设计[J];煤矿机械;2013年01期

10 欧国耀;李就好;余长洪;;赤红壤坡面径流含沙量及产沙特征研究[J];现代农业科技;2012年22期

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 贾君洋;;中国生态安全关键在于防治水土流失[N];中国水利报;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 程艳飞;山区高速公路坡面水土流失机理与预测模型研究[D];重庆大学;2015年

2 周游游;基于ZigBee无线传感器网络的隧道结构健康监测系统设计[D];华东理工大学;2015年

3 李蓓蕾;多次自适应最小二乘曲线拟合方法及其应用[D];长江大学;2014年

4 曾为军;坡面径流量和含沙量动态检测系统设计[D];昆明理工大学;2014年

5 姜云保;江西省高速公路开发建设过程中土壤侵蚀特征及其防治措施研究[D];江西农业大学;2014年

6 郑策策;基于Zigbee-GPRS的无线网络水情监测系统[D];太原理工大学;2014年

7 颜一鸣;基于无线传感器网络的煤矿井下设备温度监测系统[D];西安科技大学;2013年

8 肖才涛;基于突变理论的组拼拱系侧倾失稳研究[D];广州大学;2013年

9 田盟刚;高速公路隧道太阳能供电系统设计与研究[D];长安大学;2012年

10 卜旭芳;基于无线局域网与GPRS的水厂远程监控系统研究与设计[D];内蒙古科技大学;2012年

本文编号：2678564