【摘 要】
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山体滑坡是山体结构受到外界环境的影响,沿着本身的不稳定结构面滑动的一种自然现象。滑坡在发生前会伴随着长时间的能量累积,发生时也会伴随着一些前兆,传感器可以有效监测滑坡特征。综合山体信息对特征数据进行分析和处理,进而预测滑坡发生的概率和时间,可以在一定程度上实现保护人民生命财产安全的目的。因此,建立山体滑坡监测预警系统是有意义的,而山体滑坡数据采集装置是监测预警系统的前端采集装置,为系统的分析预警提
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山体滑坡是山体结构受到外界环境的影响,沿着本身的不稳定结构面滑动的一种自然现象。滑坡在发生前会伴随着长时间的能量累积,发生时也会伴随着一些前兆,传感器可以有效监测滑坡特征。综合山体信息对特征数据进行分析和处理,进而预测滑坡发生的概率和时间,可以在一定程度上实现保护人民生命财产安全的目的。因此,建立山体滑坡监测预警系统是有意义的,而山体滑坡数据采集装置是监测预警系统的前端采集装置,为系统的分析预警提供可靠的数据支撑,是系统正常工作的必要基础。论文在山体滑坡数据采集装置的实现中主要应用了嵌入式处理技术、传感器技术、超级电容储能技术、传感器信息融合技术和无线通信技术等。利用多传感器实现目标山体的雨量、土壤温湿度、土压力、孔隙水压力、振动强度、位移等山体参数的采集,并通过拉依达准则对数据进行异常判断,对其进行相应的处理;之后利用自相关函数法提取传感数据的平稳特征,采取多元回归方程实现数据的分布式初步融合;最后通过433MHz无线射频通信技术将数据发送到集中器,并通过确认机制、失败重传机制、数据检验技术和冗余路径传输技术保证通信的准确性和可靠性。此外,论文采用太阳能电池结合超级电容组实现装置的野外独立供电,利用双电容组交替循环充放策略,扩大了装置的储能容量并具有一定的冗余功能,保证装置的正常工作。通过实验室搭建的山体模型,对论文设计的山体滑坡数据采集装置进行了测试,结果表明装置能够实现多传感器数据的实时采集,进行数据的预处理、平稳特征提取和初步融合,并将数据成功发送到集中器;同时,电源部分可以提供稳定的电源保障装置的能量来源。实验结果表明,山体滑坡数据采集装置可以实现设计功能,并在稳定性、可靠性、实时性、低功耗和准确性达到了预期目标,较传统的采集装置信息的全面性和采集传输过程中的数据准确性有一定的改进,为系统对监测山体的滑坡概率分析提供了可靠的数据基础,在山体滑坡预测预警方面具有实际意义。
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