【摘要】：隨著時(shí)代的發(fā)展和我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提升,高速公路的建設(shè)越來越普遍。高速公路早已成為人們開車出行的首選之路。但高速公路邊坡坍塌以及坍塌引起的交通事故也屢見不鮮。因此,對其邊坡坡面地表徑流及含沙量進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測有著重要的意義。本文根據(jù)高速公路邊坡坡面地表徑流及含沙量實(shí)時(shí)在線監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)際需求,共分為三大模塊進(jìn)行系統(tǒng)整體方案的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。第一大模塊:設(shè)計(jì)了坡面地表徑流及含沙量的檢測裝置,通過實(shí)驗(yàn)證明,該檢測裝置能精確的檢測到徑流及含沙量的數(shù)據(jù)信息。第二大模塊:設(shè)計(jì)了ZigBee和GPRS實(shí)時(shí)在線傳輸系統(tǒng),通過簡單實(shí)驗(yàn)證明,ZigBee網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)z測所得的數(shù)據(jù)信息通過ZigBee轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換后傳輸?shù)紾PRS通信模塊上,并最終將檢測所得的數(shù)據(jù)保存至監(jiān)測中心,實(shí)現(xiàn)無人值守情況下,徑流及含沙量數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測。第三大模塊:利用太陽能加蓄電池的供電方式解決了現(xiàn)場能源供給問題。這三大模塊構(gòu)成的整個(gè)監(jiān)測系統(tǒng),以高速公路邊坡坡面為應(yīng)用背景,實(shí)現(xiàn)了坡面地表徑流及含沙量在線監(jiān)測的網(wǎng)絡(luò)化與實(shí)時(shí)性,對預(yù)防高速公路邊坡坍塌和確保高速公路安全出行有著重要的意義和應(yīng)用前景。
【圖文】：

圖 1.1 高速公路邊坡坍塌照片上面這張圖是本人在衡邵高速（湖南衡陽至邵陽的高速路）路上正好拍下的由于連續(xù)兩天的降雨導(dǎo)致其邊坡的坍塌，由此可見，一旦高速公路邊坡，對人們的出行會帶來極度的不便，同時(shí)還會涉及到人生安全。因此，對高速公路邊坡坡面的地表徑流和含沙量需要進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測。伴隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的越來越廣泛，以及利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸信息其較高的安全性，低價(jià)格的投入和具有極強(qiáng)的自適應(yīng)性等多方面優(yōu)點(diǎn)。因此能將它合適的運(yùn)用在坡面地表徑流量及含沙量數(shù)據(jù)信息的采集與傳輸，實(shí)現(xiàn)高速公路邊坡坡面地表徑流及含沙量的實(shí)時(shí)在線測量。目前，就高速公路邊坡這種應(yīng)用背景結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來研究其邊坡坡面地表徑流量及含沙量實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，還很少涉及。顯然，這對于實(shí)現(xiàn)我國高速公路邊坡狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測及信息化有一定的價(jià)值。本文研究的坡面徑流及含沙量實(shí)時(shí)在線監(jiān)測技術(shù)主要針對高速公路邊坡坡面，本文的研究內(nèi)容分為徑流量及含沙量的監(jiān)測、基于 ZigBee 技術(shù)和 GPRS 無

流量測量裝置徑流量測量系統(tǒng)的組成文在對坡面徑流量進(jìn)行檢測時(shí)，，會用到機(jī)械裝置采集徑流液以及電子控制存儲、控制或是顯示所測數(shù)據(jù)。械裝置部分用安插在坡面的積水漏斗來收集徑流液使其流入到采樣室（從以清楚的看出機(jī)械部分所實(shí)現(xiàn)的功能）。采樣室為了避免在用光照法測徑量時(shí)有外來光照干擾，將它容積設(shè)計(jì)成高 10cm、直徑 10cm 的圓柱形不容器，其底部設(shè)計(jì)成錐形，目的是為了防止泥沙溶液在排放過程中造成泥。整個(gè)機(jī)械部分檢測到徑流量的工作原理就是根據(jù)坡面徑流公式tSW 計(jì)算出單位時(shí)間內(nèi)通過水?dāng)嗝娴乃考磸搅髁?Q（其中 W 和 S 是定機(jī)械檢測部分（漏斗和采樣室）整體簡單設(shè)備圖如下：
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U412.2

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本文編號：2678564