泥石流预警系统的方案设计及原理样机

发布时间：2019-09-27 07:28

【摘要】：本预警系统采用ALTERA公司CYCLONE Ⅲ系列的FPGA芯片EP3C10E144C8N，选用TI公司MSP430单片机中的MSP430F149单片机为核心处理器设计系统硬件平台,ZigBee技术和GSM信息包组成了一个泥石流预警系统。系统的硬件设计包括单片机MSP430F149及其外围电路的设计，接入的雨量传感器，FPGA电路的设计，ZigBee无线数据传输模块的设计和GSM模块的应用。系统的软件方面的设计有用C语言实现对单片机MSP430F149的控制，用C语言实现单片机MSP430F149内数据的比较及存储，用实现VerilongHDL语言实现FPGA内测试模块，用Lab Windows/CVI实现上位机软件界面的控制。该系统作为泥石流灾害的预警系统，，可以在灾害发生前根据采集数据的分析结果作出相应的判断，作出相应的处理结果，对灾害的预报和发出警报两方面都做了合理的设计，是实用性强，比较经济的泥石流预警系统。 本预警系统的设计选用ZigBee无线数据传输模块和GSM短信包通信模块实现泥石流预警系统的数据采集、传输和系统的自动预警，因此基于它们的泥石流预警系统的设计是整个设计的核心。充分利用ZigBee无线数据传输模块和GSM短信包通信模块的特性及其内部资源，设计出的预警系统不仅可以稳定的工作，同时也使得人们对于泥石流这一自然灾害的应对更加及时，并对即将到来的灾害做出正确的预防措施，减少人员的伤亡和经济的损失。 本设计对上述的各项工作都进行了讨论，对于整个系统的设计要点、设计思想、设计方法都做了相应的介绍，并以各个单元模块为单位进行了设计，并以相应的实物为例，证实了该系统的可行性。经测试表明，该泥石流预警系统实现了实时数据采集、处理、预警等基本功能，经过对各个模块的详细分析、设计及调试，基本达到设计要求。
【图文】：

图 1.1 显示建国以来到 1990 年泥石流灾害造成的损失Fig 1.1 since1990to debris flow disaster losses我国的山地占地面积大约是 600 多万平方公里，约占总国土面积的三分之二左右是一个多山地的国家，其中大部份都集中在西南、西北等广阔的西部地区，再加上西南西北等地区为处于夏季降水的多发地区，使得泥石流灾害在这些地区频繁发生。由于山区地形陡峻，物质组成松散，补给充分，加之随着经济发展，人为活动加剧夏季集中降雨容易引发暴雨泥石流，因而西南、西北地区近年来发生泥石流的频率越越高，造成的损失也越来越大，严重影响了整个西部地区的经济及人民生活水平的提影响着整个国家的发展。中国泥石流分布图如图 1.2 所示。

图 1.2 中国泥石流分布图Fig 1.2 distribution of debris flow in China警系统是在山体及沟道等可能发生泥石流的泥石流监测地测到的将雨量的大小，监测体的位移的大小以及检测体的移据进行分析，判断是否可能发生泥石流，并根据监测分析的的周边地区居民即在全国范围内在灾害发生前的短时间内我国占地面积广，地势形态多，是世界上地质灾害最为严重势条件及气候条件使得我国发生的日然灾害有灾害种类多、广、灾害发生的频率高、灾害造成的损失大等特点。近年以极的冰川变化等影响，我国许多地区发生变化莫测的局地强越来越强、监测预警的难度也越来越大。经常遭遇大旱的广持续得干旱造成了岩土体松散开裂，山体紧固性发生变化，崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的概率将会明显增加。过去期，但是随着近年来的全球气候变化，灾害的经常发生时间
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TP368.12

【参考文献】

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3 徐春辉;;基于PLC的过程控制实验装置液位模糊PID控制[J];电脑知识与技术;2011年16期

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6 程尊兰;洪勇;黎晓宇;;青藏高原典型冰湖溃决泥石流预警技术[J];山地学报;2011年03期

7 姚哲;;高速模数转换器AD9481及其应用[J];电子元器件应用;2006年07期

8 张兆莉;蔡永泉;王珏;;基于FPGA的数字频率计的设计与实现[J];自动化仪表;2006年11期

9 王杰;张涛;;一种铁路安全继电器高精度测试系统的实现[J];郑州大学学报(工学版);2006年04期

10 蒋纯谷;;模糊PID在PLC中的应用方法研究[J];机械制造与自动化;2011年03期

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10 张涛;数字存储示波器500MHz宽带模拟通道设计[D];电子科技大学;2009年

本文编号：2542589