基于GPRS的地质灾害远程监测系统

来源 :中国地质大学(武汉) | 被引量 : 0次 | 上传用户:harryxu200x
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我国是世界上地质灾害最严重的国家之一,地质灾害严重危害人民生命、财产和生存环境,严重威胁国家重大工程的建设与安全。为了有效地减轻地质灾害对人民生命、财产和生存环境的危害,保证国家重大工程项目的安全进行,实现对地质生态环境的可持续开发利用,对崩塌、滑坡等灾害过程进行全面、系统的监测是掌握崩、滑体变形阶段特征及破坏过程、开展灾害机理研究及灾害时空预测预报研究成为必不可少的技术手段。 目前我国用于滑坡监测的方法主要还是一些传统的监测方法,普遍存在自动化程度低、效率不高的问题,也有些采用高精度的测量仪,但其价格昂贵,不适合在野外现场进行长期的观测,不利于推广普及。本文以滑坡监测为例,提出了基于GPRS的地质灾害远程监测系统,并对其结构和相关技术进行了研究,提出了基于GPRS的远程监测系统的总体方案及设计方法。该系统主要由现场数据采集终端(包括现场数据采集局域网、嵌入式网关和GPRS无线通信网络)和远程监测中心两大部分构成。 本文对监测终端和远程监测中心的体系结构和功能设计进行了详细的阐述。监测终端主要完成数据的采集、前端数据简单处理和数据的发送。监测目标多点数据采集局域网系统由多个数据采集节点和多种总线优化组合构成的数据采集网络和智能GPRS终端构成。每个网络节点以单片机、高精度AD、传感器接口和总线接口构成。在此基础上,提出了将基于模糊推理技术的多传感器数据融合技术将监测终端的传感器数据进行融合,使所测得的数据具有更好的准确性。并采用CAN总线和无线传输等技术优化组合局域网系统。该网络具有大容量和良好的可扩充性,能方便的实现临时设备的连接和拆除等特点。 嵌入式网关把采集到的数据转换为PPP帧格式,通过GPRS无线传输网络把采集的数据实时传送到可在全国范围内任意地点安置的远程监测主机上;监测主机上设计的专用软件完成对现场数据的收集、可视化处理和分析,结合分形、非线性理论、灰色系统、统计、滤波、混沌、神经网络等理论进行的一系列数据融合处理,对现场监测测试数据的后期处理和判断。从而实现对滑坡地质灾害的远程、实时和自动监测。管理决策部门和专家在异地可随时监测灾害现场物理参数的变化并制定解决方案。同时,本文提出了设计存在的不足,及今后研究改进的方向。 最后展望了GPRS远程监测系统的前景。随着市场经济全球化,人们的生活方式也呈现多样化,从封闭到开放,固定到流动等。作为贯穿于国民生产生活各个安全工程的远程监测技术,其研究对象也呈现出广域分布化、大规模化、复杂化、移动性、多样性、动态性以及智能化等新特点。也就是说,正是由于监测对象出现了广域分布化的特点,随之而来必然对监测系统提出了大规模化、复杂化、移动性、多样性、动态性以及智能化等新需求。因此,基于GPRS移动通信技术的远程监测技术必将得到广泛利用。
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