基于虚拟仪器和GPRS技术的边坡远程监测系统研究与设计

发布时间：2017-07-19 15:18

  本文关键词：基于虚拟仪器和GPRS技术的边坡远程监测系统研究与设计

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【摘要】：在我国经济发展与国防建设中,公路具有重要作用,对经济发展和国防安全有重大意义。在交通荷载等作用下,边坡发生变形乃至滑坡和塌方等事故严重影响道路的质量和使用,对人员安全和经济发展造成巨大影响。因此及时的了解公路边坡状况,并采取合理有效的控制方法成为维护道路安全的重要问题。本文针对传统人工监测无法对高速公路边坡安全状况进行实时监测的情况,依托吉林省教育厅“十二五”科学技术研究教育厅项目(基于虚拟仪器和GPRS技术的路基实时监测系统),研发了具有实时监测公路边坡锚杆位移和受压情况的远程监控系统。设计了基于IAP12C5A60S2型单片机的现场数据采集装置。利用应力传感器和位移传感器实时采集锚杆的位移和受压,并通过GPRS将数据上传到管理中心。提出了基于光伏发电技术的太阳能供电系统方案。利用光伏发电技术为数据采集系统和GPRS数据传输系统供电。在对监测地点进行实地考察后,根据现场环境,对系统的能耗进行评估,依照系统的耗电情况确定太阳能板与蓄电池的规格。设计了过充过放保护装置保障太阳能供电系统的稳定运行。设计了基于虚拟仪器技术的上位机系统。利用模块化的图形编程语言Labview完成上位机程序的编写并设计相应界面,及时对采集到的数据进行处理,并保存到数据库。方便工作人员及时观察边坡参数信息,调用历史数据。系统利用GPRS技术、虚拟仪器技术、太阳能发电技术,实现了对高速公路边坡远的程监测功能。本系统具有无人值守、反馈及时、性价比高等特点。有效地解决了传统人工监测方法监测速度慢、实时性差等的问题。具有很高的经济和科研价值。
【关键词】：边坡安全 远程监测 虚拟仪器 GPRS技术
【学位授予单位】：吉林建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U418.5;TN929.532
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-13
• 第1章 绪论13-21
• 1.1 课题研究背景13
• 1.2 课题研究的意义13-14
• 1.2.1 课题研究的目的13-14
• 1.2.2 课题研究的现实意义14
• 1.3 坡面监测技术国内外发展现状14-17
• 1.3.1 远程监测系统14-16
• 1.3.2 坡面监测常用方式16-17
• 1.4 论文的主要内容17-18
• 1.4.1 论文的主要研究内容17-18
• 1.4.2 本系统的技术特点18
• 1.5 论文各章节安排18-21
• 第2章 监测系统的设计方案21-31
• 2.1 引言21
• 2.2 系统总体设计方案21-23
• 2.3 传感器的选择23-25
• 2.3.1 应力传感器的选择23-24
• 2.3.2 位移传感器的选择24-25
• 2.4 GPRS远程数据传输技术的介绍及相应器件的选择25-28
• 2.4.1 GPRS的概述25-26
• 2.4.2 GPRS业务26
• 2.4.3 GPRS优势26-27
• 2.4.4 GPRS技术的应用前景27
• 2.4.5 GPRS模块的选型27-28
• 2.5 太阳能供电系统硬件选型28-29
• 2.6 本章小结29-31
• 第3章 监测系统的硬件电路设计31-41
• 3.1 引言31
• 3.2 现场数据采集装置主控制器的选择31-32
• 3.3 系统硬件电路设计32-37
• 3.3.1 显示装置的选择和设计32-33
• 3.3.2 电源转换装置的设计33-34
• 3.3.3 MAX485 芯片34-35
• 3.3.4 RS 232 通讯接口的设计35-36
• 3.3.5 键盘电路的设计36-37
• 3.3.6 时钟电路的设计37
• 3.4 过冲过放保护系统设计37-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第4章 监测系统的软件设计41-55
• 4.1 引言41
• 4.2 系统软件的主要程序41
• 4.3 数据采集系统部分软件41-43
• 4.4 时钟电路软件设计43
• 4.5 GPRS数据传输系统部分43-48
• 4.5.1 GPRS传输协议的选择43-44
• 4.5.2 GPRS网络结构44-45
• 4.5.3 体系结构45
• 4.5.4 GPRS数据的传输过程45-46
• 4.5.5 GPRS模块的初始化46-47
• 4.5.6 GPRS无线传输驱动程序47-48
• 4.6 输入输出部分软件设计48-50
• 4.6.1 LCD1602 液晶显示器软件设计48-49
• 4.6.2 按键处理模块软件设计49-50
• 4.7 基于虚拟仪器的上位机界面设计50-52
• 4.7.1 上位机程序的设计50-51
• 4.7.2 数据存储部分51-52
• 4.8 数据库的选择与设计52-53
• 4.9 本章小结53-55
• 第5章 系统的测试55-59
• 5.1 引言55
• 5.2 系统的现场调试55-57
• 5.3 本章小结57-59
• 结论与展望59-61
• 参考文献61-65
• 附录 1 采集系统PCB图65-66
• 附录 2 采集系统实物图片66-67
• 附录 3 采集系统电路图67-68
• 附录 4 Labview程序框图68-69
• 附录 5 GPRS通讯程序69-71
• 附录 6 GPRS外围电路图71-72
• 攻读硕士期间发表的学术论文72-73
• 致谢73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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中国博士学位论文全文数据库 前1条

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本文编号：563551