隨著我國(guó)基礎(chǔ)交通設(shè)施的建設(shè),山區(qū)工程邊坡激增,存在發(fā)生滑坡的潛在可能性,不斷威脅著周邊居民及過(guò)往車(chē)輛的安全�；贠TDR的邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng),使用光時(shí)域反射儀(OTDR)作為核心測(cè)量元件,結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)及無(wú)線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)邊坡自動(dòng)化、智能化監(jiān)測(cè),保證實(shí)時(shí)性,解決了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段存在的問(wèn)題,對(duì)保障人們生命財(cái)產(chǎn)安全,減少經(jīng)濟(jì)損失具有重大意義。本論文研究意義在于分析并解決系統(tǒng)中存在的問(wèn)題,尤其是系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后無(wú)響應(yīng);并重新規(guī)劃硬件電路,設(shè)計(jì)更專用的電路系統(tǒng);同時(shí)增加硬件系統(tǒng)程序異常處理,增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性。另外,開(kāi)發(fā)基于Android系統(tǒng)的移動(dòng)端監(jiān)控系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)用戶隨時(shí)隨地查看最新數(shù)據(jù)。本論文的主要工作內(nèi)容:第一,闡述了課題的研究背景及意義,并講述了邊坡監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀,以及實(shí)現(xiàn)基于OTDR的邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的必要性。第二,在研究光纖、光纖傳感器和OTDR的原理基礎(chǔ)上,結(jié)合與其他分布式光纖傳感技術(shù)的對(duì)比,確定采用OTDR作為系統(tǒng)測(cè)量元件。第三,根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,確定系統(tǒng)各部分實(shí)現(xiàn),調(diào)研硬件電路及軟件開(kāi)發(fā)相關(guān)內(nèi)容,規(guī)劃并實(shí)現(xiàn)硬件電路,完善軟件程序設(shè)計(jì),增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性,并解決系統(tǒng)中的問(wèn)題。在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下模擬監(jiān)測(cè)環(huán)境,分析測(cè)量數(shù)據(jù),驗(yàn)證其監(jiān)測(cè)告警性能。第四,分析移動(dòng)端系統(tǒng)功能,調(diào)研相關(guān)技術(shù),設(shè)計(jì)移動(dòng)端頁(yè)面布局并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯,使用真機(jī)測(cè)試,系統(tǒng)性能良好,操作簡(jiǎn)單,界面簡(jiǎn)潔,可滿足用戶時(shí)刻查看數(shù)據(jù)�；贠TDR的集成監(jiān)控管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化、遠(yuǎn)程操控邊坡監(jiān)測(cè),由測(cè)量結(jié)果反饋邊坡形變,可保證實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警,降低事故風(fēng)險(xiǎn),且成本合適,可推廣使用,具有可觀的應(yīng)用前景。
【學(xué)位單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TP311.52;TP277
【部分圖文】：

并不斷壯大，在通信領(lǐng)域占據(jù)了主要地位。逡逑組成光纖的基本結(jié)構(gòu)可分為三層，最里面是纖芯，中間是包層、最外面則是逡逑保護(hù)層，具體如圖２－１所示。其中為實(shí)現(xiàn)光波全反射傳輸，纖芯的折射率略大逡逑于包層的折射率。而保護(hù)層則是用于保護(hù)光纖不被外界環(huán)境污染，并避免光纖受逡逑到機(jī)械損傷。逡逑包展邐邐逡逑纖芯邐ｙＳＬ邐／逡逑攟護(hù)雇逡逑圖２－１光纖結(jié)構(gòu)逡逑２．１．１基本原理逡逑受光波在光纖中傳輸時(shí)，光的振幅、相位、頻率等特征參數(shù)在壓力、溫度、逡逑電磁場(chǎng)等外界環(huán)境因素的干擾下發(fā)生變化的現(xiàn)象啟發(fā)［１９］，研宄人員反向利用光逡逑的強(qiáng)度、波長(zhǎng)等特征參數(shù)變化量，以實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)參數(shù)的測(cè)量。逡逑光纖傳感器的組成結(jié)構(gòu)如圖２－２所示，光源發(fā)出的光信號(hào)，經(jīng)過(guò)入射光纖逡逑進(jìn)入到調(diào)制區(qū)，在調(diào)制區(qū)，光波受到被測(cè)物理量的影響，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)攜帶了入射逡逑光的強(qiáng)度、波長(zhǎng)、相位等光學(xué)性質(zhì)變化量的調(diào)制信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)由出射光纖被光逡逑探測(cè)器接收到

２．２．２菲涅爾反射逡逑菲涅爾反射指的是光波入射到兩種折射率不同的介質(zhì)分界面時(shí)，有一部分光逡逑發(fā)生反射的現(xiàn)象，如圖２－４所示。在ＯＴＤＲ系統(tǒng)中，通常在光纖端面、光纖連逡逑接處由于兩種物質(zhì)折射率不同，會(huì)產(chǎn)生菲涅爾反射；另外，若是光纖中存在與空逡逑氣接觸的斷裂處，則在該斷裂處也會(huì)發(fā)生菲涅爾反射。逡逑ｒ邋一邋ｒｉｉ邋ｃｏｓ邋0ｉ－ｎ２邋ｃｏｓ邋６ｔ逡逑ｓ邐ｎ±邋ｃｏｓ0ｉ＋ｎ２邋ｃｏｓ６ｔ逡逑＿邋２ｎ－ｉ邋ｃｏｓ0ｉ逡逑ｓ邐ｒｉｉ邋ｃｏｓ0ｉ＋ｎ２邋ｃｏｓ６ｔ邐／Ｉ逡逑＾邐＿邋ｒｉｘ邋ｃｏｓ邋０ｔ－ｎ２邋ｃｏｓ邋６１邐（一邐）逡逑Ｐ邐ｒｉｉ邋ｃｏｓ邋0ｔ＋ｎ２邋ｃｏｓ邋ｉ逡逑一邋Ｉｎ－ｉ邋ｃｏｓ0ｉ逡逑ｖ邐ｐ邐ｎｘ邋ｃｏｓ６ｔ＋ｎ２邋ｃｏｓ0ｉ逡逑上式為菲涅爾公式，＆、ｎ２是兩種不同介質(zhì)的折射率，＆、０ｔ分別表示入射逡逑角和折射角。前兩子式表示電矢量垂直于入射面的反射光的反射系數(shù)和折射光的逡逑９逡逑

２．３邋ＯＴＤＲ邋系統(tǒng)逡逑２．３．１邋ＯＴＤＲ組成結(jié)構(gòu)逡逑ＯＴＤＲ的組成結(jié)構(gòu)如圖２－５所示，包括脈沖發(fā)生器、激光器、定向耦合器、逡逑檢測(cè)器、放大器等。其中脈沖發(fā)生器產(chǎn)生特定的電脈沖，經(jīng)過(guò)激光器轉(zhuǎn)換為光脈逡逑沖，作為測(cè)量用的光波。之后光波經(jīng)過(guò)定向耦合器注入至待測(cè)光纖，光波在待測(cè)逡逑光纖中傳輸發(fā)生背向散射，返回的光波經(jīng)過(guò)定向耦合器在光檢測(cè)器處被接收，并逡逑轉(zhuǎn)為電信號(hào)，通過(guò)放大器進(jìn)行放大，然后將電信號(hào)通過(guò)ＡＤ轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信逡逑號(hào)，最后對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，并使用設(shè)備展示測(cè)量結(jié)果。逡逑１０逡逑

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本文編號(hào)：2812408