【摘要】：我國是水利大國,大壩數(shù)量眾多,由于地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)和大壩使用時間的增長,大壩存在的安全隱患越來越多。因此,大壩安全監(jiān)測發(fā)揮著越來越重要的作用,國家和相關(guān)單位也十分關(guān)注大壩的安全問題。目前使用比較多的是使用傳感器作為大壩的監(jiān)測手段,傳感器的組網(wǎng)方式主要是有線組網(wǎng)和無線組網(wǎng),目前這兩種組網(wǎng)方式都存在一定的弊端,所以開發(fā)一種新型的傳感器連接總線,能彌補有線和無線連接方式的缺陷具有非常重要的意義。在目前的傳感器組網(wǎng)方式中,有線連接方式存在接線多,密封容易失效的問題;無線的連接方式存在供電失效和無線信號傳輸不穩(wěn)定的問題。本次研究的目的就是開發(fā)出一種新型的傳輸總線,解決上述組網(wǎng)方式存在的問題。本研究系統(tǒng)由通訊主機和若干個信號采集單元構(gòu)成,以固定式測斜傳感器為實例,也可以應(yīng)用于其他傳感器。具體的組織方式為,通訊主機引出一條絕緣良好的導(dǎo)線,每個信號采集單元都帶有磁環(huán),導(dǎo)線依次穿過各個信號采集單元的磁環(huán),則每個信號采集單元都是通過磁環(huán)連接到總線,沒有直接電氣接觸,信號采集單元不設(shè)電源,供電和信號都是通過磁路耦合的,現(xiàn)場安裝非常方便,不需要破壞絕緣皮,沒有防水不足的安全隱患。本次開發(fā)主要內(nèi)容是信號與供電通路的單線模型計算與實驗,電路硬件的研究設(shè)計和單片機程序的開發(fā)。具體的工作內(nèi)容如下:(1)根據(jù)設(shè)計需求,結(jié)合所學知識,設(shè)計單線傳輸系統(tǒng)的宏觀架構(gòu)。分配出每個部分的具體任務(wù)。(2)選擇合適磁環(huán),搭建并計算總線電氣模型,選擇合適的總線驅(qū)動頻率。(3)根據(jù)計算出的電氣參數(shù),計算并設(shè)計出硬件電路,調(diào)整硬件參數(shù),實現(xiàn)硬件的正常工作。(4)根據(jù)總線能量與信號傳輸?shù)男枰?編制單片機軟件,實現(xiàn)數(shù)據(jù)與電源交換功能。(5)開發(fā)數(shù)據(jù)中繼器的軟硬件;實現(xiàn)模塊化組網(wǎng)和數(shù)據(jù)分批傳送。設(shè)計現(xiàn)場專用手持設(shè)定與讀數(shù)儀。(6)實現(xiàn)整體系統(tǒng)聯(lián)調(diào),從實際應(yīng)用中作出修改提升方案。
【學位授予單位】：河北工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TV698.1
【圖文】：

圖 2-4 GPRS 直接組網(wǎng)連接框圖Fig. 2-4 GPRS direct networking connection block diagram圖 2-5 中繼組網(wǎng)方式連接框圖Fig. 2-5 Connection diagram of relay networking mode

12圖 2-5 中繼組網(wǎng)方式連接框圖Fig. 2-5 Connection diagram of relay networking mode通訊主機配置的并不是連接廣域網(wǎng)的 GPRS 模塊，而是實在在 LORA 模塊。LORA 模塊是自組網(wǎng)的，在固定的地點設(shè)定好訊中繼單元和通訊主機之間的連接是通過 LORA 組網(wǎng)運行的繼單元之后，轉(zhuǎn)換成 GPRS 網(wǎng)絡(luò)傳遞到服務(wù)器。如果對于其他訊中繼單元和通訊主機距離較遠的時候，可以直接在通訊主絡(luò)通訊模塊。

圖 3-1 信號采集單元實物圖Fig. 3-1 Physical figure of signal acquisition unit的建立信號采集單元的連接布置示意圖如圖 3-2 所示：圖 3-2 連接布置示意圖Fig. 3-2 Connection layout

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