基于WSN的滑坡災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計研究.pdf

1、我國地質(zhì)災(zāi)害復(fù)雜多樣，災(zāi)害頻繁，是世界上地質(zhì)災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一?；聻?zāi)害作為最嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害類型，對山區(qū)居民的生命和財產(chǎn)安全構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅，破壞交通公共設(shè)施造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境破壞。而現(xiàn)有的滑坡監(jiān)測設(shè)備因性能差、成本高、實(shí)時性低以及技術(shù)落后等因素嚴(yán)重影響監(jiān)測效果。近年來，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN）以其低功耗、低成本、組網(wǎng)靈活等特點(diǎn)在醫(yī)療、軍事戰(zhàn)場、環(huán)境監(jiān)測、智能家居等方面得到了廣泛應(yīng)

2、用。因此，針對現(xiàn)有滑坡災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)的不足和實(shí)際監(jiān)測需求，設(shè)計和開發(fā)一套基于WSN的滑坡災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境異常信息的實(shí)時采集、可靠傳輸、分布式自組網(wǎng)以及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸具有重要的社會意義和經(jīng)濟(jì)意義。
　　本文以傳感器數(shù)據(jù)采集為基礎(chǔ)，ZigBee和GSM無線通信技術(shù)為依托，嵌入式ARM作為主控制，開發(fā)了一套基于WSN的滑坡災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)，為保障災(zāi)區(qū)人民生命財產(chǎn)安全以及災(zāi)后恢復(fù)重建工作的順利開展提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。主要研究工作如下：
　　

3、第一，研究了震后災(zāi)區(qū)滑坡體監(jiān)測預(yù)警技術(shù)手段的研究現(xiàn)狀，分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及在滑坡災(zāi)害監(jiān)測的應(yīng)用現(xiàn)狀，結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況，提出了基于降雨量、傾斜度、地表位移三個誘發(fā)滑坡的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。
　　第二，研究了滑坡監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式，設(shè)計了系統(tǒng)的總體方案和工作流程。系統(tǒng)將采用SRY-1雨量計、SCA100T傳感器、米朗拉繩式位移傳感器分別采集降雨量、傾斜度、地表位移數(shù)據(jù)；同時，基于TI公司的CC2530芯片和Z-ST

4、ACK協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)ZigBee節(jié)點(diǎn)通信，采用SIMCom公司提供的GSM模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸。
　　第三，設(shè)計了無線傳感器節(jié)點(diǎn)的采集電路、通信電路、電源電路，并通過 ZigBee和GSM方式組網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)，完成了系統(tǒng)的各部分軟、硬件設(shè)計，實(shí)現(xiàn)了傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的自動采集和存儲。
　　第四，研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場布置方法，并在該區(qū)域建立了滑坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測示范點(diǎn)。
　　本文主要研究系統(tǒng)前端的數(shù)據(jù)實(shí)時采集和中間的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳