基于嵌入式雪崩灾害监测系统的设计

发布时间：2021-07-08 14:45

　　本文研究了当高山顶上大量的积雪坍塌而发生雪崩灾害时，会引起山体下方大地的低频率震动，这些震动频率一般比较低，震动位移加速度值较小且容易被人们忽略，因此为了准确测量这些低频微小位移的加速度值，从而实现对雪崩灾害引起的山体振动状况的实时监测，需要高精度的低频率的三轴加速度测量方法。因此，本文提出了一种以SCA610-CAHH1G型号的三轴低频位移加速度传感器，32位低功耗、高性能的LPC2378处理器为核心，利用ARM7处理器内置的12位ADC，保证了测量精度，能够满足低频振动时微小加速度的测量要求。采用软硬件结合方式，以嵌入式实时操作系统uC/OS-II为软件平台，实现了低频振动的三轴位移加速度的测量。采集到的数据通过A/D模数转换后由系统处理跟雪崩报警门限值作判定，若采集的加速度值大于雪崩报警门限值时则通过ZigBee模块将雪崩异常信号发送给山下公路报警系统使LED红黄大灯点亮，给山下的行人和车辆以雪崩警示。该系统可以有效的对雪崩灾害进行实时监测并对公路安全进行提示，对公路通行安全，保障人民生命和财产安全具有非常重要的意义。该系统包括两大部分：前端监测模块，山下公路报警模块。前端监测模... 

【文章来源】：成都理工大学四川省

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

JTAG调试接口硬件原理图

图 3-5 系统复位硬件原理图3.7 RS232 通信端口设计目前，市面上有很多接口总线，其中 RS-232 是一种常用的接口总线，主要应用于工业控制与计算机通信中。RS-232 是基于一种低速率串行单向通信标准，一般 RS-232 逻辑“1”。电平低于－3V,逻辑“0”电平高于+3V。RS-232 是为一对一单向通讯而设计的，在不使调制解调器时，传送可靠数据的最大距离约为 15 米，所以 RS-232 只能应用于两个设备之间近距离数据的传输。由于 ARM 处理器的电平为 TTL 电平，因此在进行串口正常通信前必须先进行 MAX232 电平转换后才能与 ARM 处理器上 UART 控制器正常通信。如下图 3-6 所示为 MAX232 电平转换电路，该电路的核心为 MAX232 电平转换芯片。

图 3-6 RS232 电平转换电路3.8 系统电源模块设计在集成电路系统中，电源供电系统是系统能否正常运行必不可少的一部分，因此电源设计的好坏直接影响了集成电路系统的安全性和可靠性，也反应了最终产品设计的成功与否。电源不仅为集成电路各部分提供正常工作运行的动力，还包括选择合适的旁路、去耦电容，保险丝防止脉冲电流用于滤除各种信号干扰，保证系统正常稳定地工作。本文中的电源设计模块以三端稳压芯片为核心，以5V 电源作为输入，3.3V 电压作为输出。5V 电源经过各种滤波处理电路处理最后输出平稳的 3.3V 电压。下图 3-7 所示为系统电源模块硬件原理图。

【参考文献】：
期刊论文
[1]嵌入式雪崩灾害无人监测预警系统的设计[J]. 张贤辉,钟晓玲,曾亮.  沈阳理工大学学报. 2013(06)
[2]雪崩防治工程研究与应用现状[J]. 刘大翔,程尊兰,赵鑫,黄金辉,刘建康.  山地学报. 2013(04)
[3]一种新型雪崩监测预警系统[J]. 陈盼,陈健.  无线互联科技. 2013(05)
[4]加速度传感器及其安装工艺对碰撞模拟试验结果的影响[J]. 陈爽,孙浩,冯超,杨如月.  汽车工程. 2012(11)
[5]国内外雪崩灾害研究综述[J]. 王世金,任贾文.  地理科学进展. 2012(11)
[6]基于ARM的山体滑坡远程无人监测系统[J]. 邓大伟,祝武,栾佰霖,艾红.  仪表技术与传感器. 2012(02)
[7]基于C8051F350单片机的三轴低频加速度的高精度测量[J]. 陶福洋,徐明龙,周庆飞,丑世龙.  仪表技术与传感器. 2011(12)
[8]天山公路雪崩的判别方法分析[J]. 刘健,史志文,刘兰.  公路交通科技(应用技术版). 2011(07)
[9]新疆山区公路雪崩灾害防治试验工程效益分析[J]. 张永华,刘健,张永忠.  交通标准化. 2010(Z1)
[10]雪崩灾害的遥感量化分析与工程选线[J]. 陈楚江,余绍淮,王丽园,张霄.  山地学报. 2009(01)

硕士论文
[1]uC/OS操作系统在ARM系统中的应用[D]. 王振宇.吉林大学 2004



本文编号：3271771