滑坡是我国最频发的自然地质灾害之一,给人民的生命财产造成了巨大的损失。开展滑坡监测系统的研究,实现滑坡的预测预警,能够将滑坡造成的损失降到最低。因此,本文以高速公路黄土边坡为研究对象,设计了一套由现场监测端、本地监测端与通信子系统组成的滑坡监测系统。从滑坡监测系统的研究对象、系统结构、稳定性评价方法、预测预警模型以及硬软件设计几方面进行研究。首先,从高速公路黄土滑坡的成因、主要影响因素、发展演化过程及预警参数等几方面进行分析,确定滑坡监测系统的性能与功能。其次,利用位移切线角对边坡的稳定性进行评价,判断边坡所处的阶段,并通过位移深部曲线确定滑面位置。运用MATLAB对滑面附近传感器的位移切线角建立GM(1,1)模型并对该模型进行一阶、二阶残差修正,实现其仿真验证。接着,采用滤波、接地与屏蔽等电磁兼容技术对姿态采集模块、环境采集模块的姿态采集单元、环境采集单元、存储单元与电源单元等硬件电路以及通信子系统的硬件电路进行设计,使系统能够可靠稳定运行。然后,采用模块化结构化思想,对姿态采集模块与环境采集模块程序、存储程序等软件进行设计。采用帧同步与差错控制对通信子系统的通信协议进行研究,保证数据采集的实时性与同时性,也提高了滑坡的预测精度。最后,基于VS2012设计了人性化的上位机操作软件,实现了数据采集、存储、远程传输及预测预警等功能。在实验室搭建了小型滑坡实验平台,实现了对高速公路黄土边坡形变量、含水量与温度等信息实时、同时地采集,并对预测模型进行优化及仿真验证,结果表明,GM(1,1)二阶残差修正模型的残差更小、预测精度更高,更适合于临滑预警。实现了系统的性能与功能需求,达到对滑坡进行预测预警的目的,也具有一定的研究意义与工程实际应用价值。