基于嵌入式雪崩災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-07-08 14:45
本文研究了當(dāng)高山頂上大量的積雪坍塌而發(fā)生雪崩災(zāi)害時(shí),會(huì)引起山體下方大地的低頻率震動(dòng),這些震動(dòng)頻率一般比較低,震動(dòng)位移加速度值較小且容易被人們忽略,因此為了準(zhǔn)確測量這些低頻微小位移的加速度值,從而實(shí)現(xiàn)對雪崩災(zāi)害引起的山體振動(dòng)狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測,需要高精度的低頻率的三軸加速度測量方法。因此,本文提出了一種以SCA610-CAHH1G型號的三軸低頻位移加速度傳感器,32位低功耗、高性能的LPC2378處理器為核心,利用ARM7處理器內(nèi)置的12位ADC,保證了測量精度,能夠滿足低頻振動(dòng)時(shí)微小加速度的測量要求。采用軟硬件結(jié)合方式,以嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)uC/OS-II為軟件平臺,實(shí)現(xiàn)了低頻振動(dòng)的三軸位移加速度的測量。采集到的數(shù)據(jù)通過A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換后由系統(tǒng)處理跟雪崩報(bào)警門限值作判定,若采集的加速度值大于雪崩報(bào)警門限值時(shí)則通過ZigBee模塊將雪崩異常信號發(fā)送給山下公路報(bào)警系統(tǒng)使LED紅黃大燈點(diǎn)亮,給山下的行人和車輛以雪崩警示。該系統(tǒng)可以有效的對雪崩災(zāi)害進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測并對公路安全進(jìn)行提示,對公路通行安全,保障人民生命和財(cái)產(chǎn)安全具有非常重要的意義。該系統(tǒng)包括兩大部分:前端監(jiān)測模塊,山下公路報(bào)警模塊。前端監(jiān)測模...
【文章來源】:成都理工大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
JTAG調(diào)試接口硬件原理圖
圖 3-5 系統(tǒng)復(fù)位硬件原理圖3.7 RS232 通信端口設(shè)計(jì)目前,市面上有很多接口總線,其中 RS-232 是一種常用的接口總線,主要應(yīng)用于工業(yè)控制與計(jì)算機(jī)通信中。RS-232 是基于一種低速率串行單向通信標(biāo)準(zhǔn),一般 RS-232 邏輯“1”。電平低于-3V,邏輯“0”電平高于+3V。RS-232 是為一對一單向通訊而設(shè)計(jì)的,在不使調(diào)制解調(diào)器時(shí),傳送可靠數(shù)據(jù)的最大距離約為 15 米,所以 RS-232 只能應(yīng)用于兩個(gè)設(shè)備之間近距離數(shù)據(jù)的傳輸。由于 ARM 處理器的電平為 TTL 電平,因此在進(jìn)行串口正常通信前必須先進(jìn)行 MAX232 電平轉(zhuǎn)換后才能與 ARM 處理器上 UART 控制器正常通信。如下圖 3-6 所示為 MAX232 電平轉(zhuǎn)換電路,該電路的核心為 MAX232 電平轉(zhuǎn)換芯片。
圖 3-6 RS232 電平轉(zhuǎn)換電路3.8 系統(tǒng)電源模塊設(shè)計(jì)在集成電路系統(tǒng)中,電源供電系統(tǒng)是系統(tǒng)能否正常運(yùn)行必不可少的一部分,因此電源設(shè)計(jì)的好壞直接影響了集成電路系統(tǒng)的安全性和可靠性,也反應(yīng)了最終產(chǎn)品設(shè)計(jì)的成功與否。電源不僅為集成電路各部分提供正常工作運(yùn)行的動(dòng)力,還包括選擇合適的旁路、去耦電容,保險(xiǎn)絲防止脈沖電流用于濾除各種信號干擾,保證系統(tǒng)正常穩(wěn)定地工作。本文中的電源設(shè)計(jì)模塊以三端穩(wěn)壓芯片為核心,以5V 電源作為輸入,3.3V 電壓作為輸出。5V 電源經(jīng)過各種濾波處理電路處理最后輸出平穩(wěn)的 3.3V 電壓。下圖 3-7 所示為系統(tǒng)電源模塊硬件原理圖。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]嵌入式雪崩災(zāi)害無人監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 張賢輝,鐘曉玲,曾亮. 沈陽理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(06)
[2]雪崩防治工程研究與應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 劉大翔,程尊蘭,趙鑫,黃金輝,劉建康. 山地學(xué)報(bào). 2013(04)
[3]一種新型雪崩監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)[J]. 陳盼,陳健. 無線互聯(lián)科技. 2013(05)
[4]加速度傳感器及其安裝工藝對碰撞模擬試驗(yàn)結(jié)果的影響[J]. 陳爽,孫浩,馮超,楊如月. 汽車工程. 2012(11)
[5]國內(nèi)外雪崩災(zāi)害研究綜述[J]. 王世金,任賈文. 地理科學(xué)進(jìn)展. 2012(11)
[6]基于ARM的山體滑坡遠(yuǎn)程無人監(jiān)測系統(tǒng)[J]. 鄧大偉,祝武,欒佰霖,艾紅. 儀表技術(shù)與傳感器. 2012(02)
[7]基于C8051F350單片機(jī)的三軸低頻加速度的高精度測量[J]. 陶福洋,徐明龍,周慶飛,丑世龍. 儀表技術(shù)與傳感器. 2011(12)
[8]天山公路雪崩的判別方法分析[J]. 劉健,史志文,劉蘭. 公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版). 2011(07)
[9]新疆山區(qū)公路雪崩災(zāi)害防治試驗(yàn)工程效益分析[J]. 張永華,劉健,張永忠. 交通標(biāo)準(zhǔn)化. 2010(Z1)
[10]雪崩災(zāi)害的遙感量化分析與工程選線[J]. 陳楚江,余紹淮,王麗園,張霄. 山地學(xué)報(bào). 2009(01)
碩士論文
[1]uC/OS操作系統(tǒng)在ARM系統(tǒng)中的應(yīng)用[D]. 王振宇.吉林大學(xué) 2004
本文編號:3271771
【文章來源】:成都理工大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
JTAG調(diào)試接口硬件原理圖
圖 3-5 系統(tǒng)復(fù)位硬件原理圖3.7 RS232 通信端口設(shè)計(jì)目前,市面上有很多接口總線,其中 RS-232 是一種常用的接口總線,主要應(yīng)用于工業(yè)控制與計(jì)算機(jī)通信中。RS-232 是基于一種低速率串行單向通信標(biāo)準(zhǔn),一般 RS-232 邏輯“1”。電平低于-3V,邏輯“0”電平高于+3V。RS-232 是為一對一單向通訊而設(shè)計(jì)的,在不使調(diào)制解調(diào)器時(shí),傳送可靠數(shù)據(jù)的最大距離約為 15 米,所以 RS-232 只能應(yīng)用于兩個(gè)設(shè)備之間近距離數(shù)據(jù)的傳輸。由于 ARM 處理器的電平為 TTL 電平,因此在進(jìn)行串口正常通信前必須先進(jìn)行 MAX232 電平轉(zhuǎn)換后才能與 ARM 處理器上 UART 控制器正常通信。如下圖 3-6 所示為 MAX232 電平轉(zhuǎn)換電路,該電路的核心為 MAX232 電平轉(zhuǎn)換芯片。
圖 3-6 RS232 電平轉(zhuǎn)換電路3.8 系統(tǒng)電源模塊設(shè)計(jì)在集成電路系統(tǒng)中,電源供電系統(tǒng)是系統(tǒng)能否正常運(yùn)行必不可少的一部分,因此電源設(shè)計(jì)的好壞直接影響了集成電路系統(tǒng)的安全性和可靠性,也反應(yīng)了最終產(chǎn)品設(shè)計(jì)的成功與否。電源不僅為集成電路各部分提供正常工作運(yùn)行的動(dòng)力,還包括選擇合適的旁路、去耦電容,保險(xiǎn)絲防止脈沖電流用于濾除各種信號干擾,保證系統(tǒng)正常穩(wěn)定地工作。本文中的電源設(shè)計(jì)模塊以三端穩(wěn)壓芯片為核心,以5V 電源作為輸入,3.3V 電壓作為輸出。5V 電源經(jīng)過各種濾波處理電路處理最后輸出平穩(wěn)的 3.3V 電壓。下圖 3-7 所示為系統(tǒng)電源模塊硬件原理圖。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]嵌入式雪崩災(zāi)害無人監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 張賢輝,鐘曉玲,曾亮. 沈陽理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(06)
[2]雪崩防治工程研究與應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 劉大翔,程尊蘭,趙鑫,黃金輝,劉建康. 山地學(xué)報(bào). 2013(04)
[3]一種新型雪崩監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)[J]. 陳盼,陳健. 無線互聯(lián)科技. 2013(05)
[4]加速度傳感器及其安裝工藝對碰撞模擬試驗(yàn)結(jié)果的影響[J]. 陳爽,孫浩,馮超,楊如月. 汽車工程. 2012(11)
[5]國內(nèi)外雪崩災(zāi)害研究綜述[J]. 王世金,任賈文. 地理科學(xué)進(jìn)展. 2012(11)
[6]基于ARM的山體滑坡遠(yuǎn)程無人監(jiān)測系統(tǒng)[J]. 鄧大偉,祝武,欒佰霖,艾紅. 儀表技術(shù)與傳感器. 2012(02)
[7]基于C8051F350單片機(jī)的三軸低頻加速度的高精度測量[J]. 陶福洋,徐明龍,周慶飛,丑世龍. 儀表技術(shù)與傳感器. 2011(12)
[8]天山公路雪崩的判別方法分析[J]. 劉健,史志文,劉蘭. 公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版). 2011(07)
[9]新疆山區(qū)公路雪崩災(zāi)害防治試驗(yàn)工程效益分析[J]. 張永華,劉健,張永忠. 交通標(biāo)準(zhǔn)化. 2010(Z1)
[10]雪崩災(zāi)害的遙感量化分析與工程選線[J]. 陳楚江,余紹淮,王麗園,張霄. 山地學(xué)報(bào). 2009(01)
碩士論文
[1]uC/OS操作系統(tǒng)在ARM系統(tǒng)中的應(yīng)用[D]. 王振宇.吉林大學(xué) 2004
本文編號:3271771
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