本文關(guān)鍵詞：基于虛擬儀器和GPRS技術(shù)的邊坡遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)研究與設(shè)計

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【摘要】：在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展與國防建設(shè)中,公路具有重要作用,對經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防安全有重大意義。在交通荷載等作用下,邊坡發(fā)生變形乃至滑坡和塌方等事故嚴(yán)重影響道路的質(zhì)量和使用,對人員安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成巨大影響。因此及時的了解公路邊坡狀況,并采取合理有效的控制方法成為維護(hù)道路安全的重要問題。本文針對傳統(tǒng)人工監(jiān)測無法對高速公路邊坡安全狀況進(jìn)行實時監(jiān)測的情況,依托吉林省教育廳“十二五”科學(xué)技術(shù)研究教育廳項目(基于虛擬儀器和GPRS技術(shù)的路基實時監(jiān)測系統(tǒng)),研發(fā)了具有實時監(jiān)測公路邊坡錨桿位移和受壓情況的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。設(shè)計了基于IAP12C5A60S2型單片機的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集裝置。利用應(yīng)力傳感器和位移傳感器實時采集錨桿的位移和受壓,并通過GPRS將數(shù)據(jù)上傳到管理中心。提出了基于光伏發(fā)電技術(shù)的太陽能供電系統(tǒng)方案。利用光伏發(fā)電技術(shù)為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和GPRS數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)供電。在對監(jiān)測地點進(jìn)行實地考察后,根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境,對系統(tǒng)的能耗進(jìn)行評估,依照系統(tǒng)的耗電情況確定太陽能板與蓄電池的規(guī)格。設(shè)計了過充過放保護(hù)裝置保障太陽能供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。設(shè)計了基于虛擬儀器技術(shù)的上位機系統(tǒng)。利用模塊化的圖形編程語言Labview完成上位機程序的編寫并設(shè)計相應(yīng)界面,及時對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,并保存到數(shù)據(jù)庫。方便工作人員及時觀察邊坡參數(shù)信息,調(diào)用歷史數(shù)據(jù)。系統(tǒng)利用GPRS技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)、太陽能發(fā)電技術(shù),實現(xiàn)了對高速公路邊坡遠(yuǎn)的程監(jiān)測功能。本系統(tǒng)具有無人值守、反饋及時、性價比高等特點。有效地解決了傳統(tǒng)人工監(jiān)測方法監(jiān)測速度慢、實時性差等的問題。具有很高的經(jīng)濟(jì)和科研價值。
【關(guān)鍵詞】：邊坡安全 遠(yuǎn)程監(jiān)測 虛擬儀器 GPRS技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：吉林建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U418.5;TN929.532
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-13
• 第1章 緒論13-21
• 1.1 課題研究背景13
• 1.2 課題研究的意義13-14
• 1.2.1 課題研究的目的13-14
• 1.2.2 課題研究的現(xiàn)實意義14
• 1.3 坡面監(jiān)測技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀14-17
• 1.3.1 遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)14-16
• 1.3.2 坡面監(jiān)測常用方式16-17
• 1.4 論文的主要內(nèi)容17-18
• 1.4.1 論文的主要研究內(nèi)容17-18
• 1.4.2 本系統(tǒng)的技術(shù)特點18
• 1.5 論文各章節(jié)安排18-21
• 第2章 監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計方案21-31
• 2.1 引言21
• 2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計方案21-23
• 2.3 傳感器的選擇23-25
• 2.3.1 應(yīng)力傳感器的選擇23-24
• 2.3.2 位移傳感器的選擇24-25
• 2.4 GPRS遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的介紹及相應(yīng)器件的選擇25-28
• 2.4.1 GPRS的概述25-26
• 2.4.2 GPRS業(yè)務(wù)26
• 2.4.3 GPRS優(yōu)勢26-27
• 2.4.4 GPRS技術(shù)的應(yīng)用前景27
• 2.4.5 GPRS模塊的選型27-28
• 2.5 太陽能供電系統(tǒng)硬件選型28-29
• 2.6 本章小結(jié)29-31
• 第3章 監(jiān)測系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計31-41
• 3.1 引言31
• 3.2 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集裝置主控制器的選擇31-32
• 3.3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計32-37
• 3.3.1 顯示裝置的選擇和設(shè)計32-33
• 3.3.2 電源轉(zhuǎn)換裝置的設(shè)計33-34
• 3.3.3 MAX485 芯片34-35
• 3.3.4 RS 232 通訊接口的設(shè)計35-36
• 3.3.5 鍵盤電路的設(shè)計36-37
• 3.3.6 時鐘電路的設(shè)計37
• 3.4 過沖過放保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計37-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第4章 監(jiān)測系統(tǒng)的軟件設(shè)計41-55
• 4.1 引言41
• 4.2 系統(tǒng)軟件的主要程序41
• 4.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)部分軟件41-43
• 4.4 時鐘電路軟件設(shè)計43
• 4.5 GPRS數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)部分43-48
• 4.5.1 GPRS傳輸協(xié)議的選擇43-44
• 4.5.2 GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)44-45
• 4.5.3 體系結(jié)構(gòu)45
• 4.5.4 GPRS數(shù)據(jù)的傳輸過程45-46
• 4.5.5 GPRS模塊的初始化46-47
• 4.5.6 GPRS無線傳輸驅(qū)動程序47-48
• 4.6 輸入輸出部分軟件設(shè)計48-50
• 4.6.1 LCD1602 液晶顯示器軟件設(shè)計48-49
• 4.6.2 按鍵處理模塊軟件設(shè)計49-50
• 4.7 基于虛擬儀器的上位機界面設(shè)計50-52
• 4.7.1 上位機程序的設(shè)計50-51
• 4.7.2 數(shù)據(jù)存儲部分51-52
• 4.8 數(shù)據(jù)庫的選擇與設(shè)計52-53
• 4.9 本章小結(jié)53-55
• 第5章 系統(tǒng)的測試55-59
• 5.1 引言55
• 5.2 系統(tǒng)的現(xiàn)場調(diào)試55-57
• 5.3 本章小結(jié)57-59
• 結(jié)論與展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 附錄 1 采集系統(tǒng)PCB圖65-66
• 附錄 2 采集系統(tǒng)實物圖片66-67
• 附錄 3 采集系統(tǒng)電路圖67-68
• 附錄 4 Labview程序框圖68-69
• 附錄 5 GPRS通訊程序69-71
• 附錄 6 GPRS外圍電路圖71-72
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文72-73
• 致謝73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：563551