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引 言
???
由于地質災害發生的偶然性，以及三峽庫區部分地區惡劣的地形環境等因素，傳統的人工監測方式無法有效把災害防患于未然。因此，建立實時的自動化監測預警系統是必然的發展趨勢。
???
目前在巫山縣多個滑坡地帶的實時監測系統中，普遍采用基于鉆孔傾斜儀深部位移監測、GPS表變形監測。傳感器和儀器設備檢測的信號，目前都采用線纜或者GPRS通信的方式匯集到中心計算機上，采用線纜的方式有明顯的弊端，除了在危險地帶不易布線，施工接續困難外，還易被人為破壞，容易受到自然災害的破壞性影響。采用GPRS通信的方式也有其技術上的局限性，并且在庫區一些偏遠地區和山區，信號較弱，甚至收索不到信號，因而無法建立有效的GPRS自動監測網絡。
???
采用無線傳感器網絡(WSN)技術實現庫區特殊地段地質災害的實時監測應該是一種技術上先進，適宜庫區地貌特征的有效嘗試。由于WSN本身的冗余性、無線性、網絡的自組織性，而具有較強的抗破壞能力，因而可以在基礎通信設施可能被毀壞的情況下，完成一定的通信任務。因此，把無線傳感器網絡技術應用到長江三峽庫區特殊地帶的滑坡災害監測預警中，利用各種傳感器實時采集信息，通過無線的方式將信息傳輸給控制中心，能夠解決布設有線監測系統的缺陷，而且適用于GMS網絡信號無法覆蓋的偏遠山區滑坡災害監測。
1 適合于滑坡監測無線傳感器網絡系統設計
??? 1．1 監測預警系統的總體結構
???
在大范圍監控、預警的基礎上，以局域網為研究平臺，主要致力于數據采集和發送的有效性及處理上的精確性，監測預警系統的總體結構如圖1所示，可分為2個部分：上層的監控中心和下層的監控基站。監控基站和監控中心通過以太網連接起來，此外管理人員也可以通過自定義網絡訪問監控基站。監控基站和眾多的無線傳感器節點一起組成無線傳感器網絡。無線傳感器網絡具有很好的擴展性，隨意地增減節點，對網絡的拓撲結構和組網模式無太大影響，因而可以方便地根據實際情況增加或減少監控節點的數量。
??? 1．2 適用于滑坡監測的無線傳感器網絡設計
???
這種無線傳感器網絡由眾多具有感知和路由功能的無線傳感器節點組成，能夠協作實時監測，感知并采集各種環境對象的信息，將其通過多跳轉發傳送回主機進行分析、處理。以這些工作節點為依托，通過無線通信組成網絡拓撲結構。
???
系統中大部分的節點為子節點，從組網通信上看，他們只是其功能的一個子集，稱為RFD(精簡功能設備)，這種設備不具有路由功能；另外還有一些節點負責與控制子節點通信、匯集數據和發布控制，或起到通信路由的作用，稱為FFD(全功能設備或協調器)。如圖2所示為一個典型的遠程數據采集并返回到計算機終端的應用。每個節點由一個MCU作為主控設備。通過傾角傳感器可以監測滑坡的運動狀況，通過液位傳感器監測地下水位深度，數據采集間隔也可以由中心服務器靈活控制，在旱季可以調整為每24 h采集并傳遞1次數據，從而節省能量并避免大量的冗余數據。而在雨季危險期，其采集間隔可以密集到5 min／次，從而保證實時監測預警功能。每個信號采集節點通過ADC從模擬傳感器得到實時數據，按照ZigBee協議把數據打包，并通過射頻芯片及前端天線發送給簇內的RFD；經過RFD預處理之后，再由RFD路由轉發到遠端計算機；結合地貌特點、滑坡的分布特點，多個水流量檢測點之間的相互關系等多種地質學、水流動力學等方面的知識進行數據的融合和處理。在每個節點的外部可外接相應的。PIO芯片和其他外圍電路進行交互。
2 應用實例
??? 2．1 應用背景
???
清泉路滑坡為袁家蹬潛在滑坡的組成部分(見圖3)，位于袁家蹬潛在滑坡的前部，滑坡段北部位于長江左岸大溪溝右岸、東北部位于長江左岸河漫灘。清泉路滑坡外形似梨形，坐落在長江第一、二級階地上；袁家蹬潛在滑坡體(包括清泉路滑坡)形似腎形，坐落在長江第一至第三級階地上，西側與長堰塘滑坡相鄰。由于滑坡為大型松散堆積層滑坡，三峽水庫正常蓄水運行后，滑坡前緣大部分將被水淹沒，清泉路滑坡80％位于庫區水位變動帶，局部及整體失穩的可能性大。從滑坡變形機制可以推斷清泉路滑坡為兩滑動的松散土體滑坡，具有兩級滑動面(見圖4)?；骂A警的確定是監測滑坡的重要內容，也為治理滑坡提供了數據分析。
??? 2．1 應用背景
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清泉路滑坡為袁家蹬潛在滑坡的組成部分(見圖3)，位于袁家蹬潛在滑坡的前部，滑坡段北部位于長江左岸大溪溝右岸、東北部位于長江左岸河漫灘。清泉路滑坡外形似梨形，坐落在長江第一、二級階地上；袁家蹬潛在滑坡體(包括清泉路滑坡)形似腎形，坐落在長江第一至第三級階地上，西側與長堰塘滑坡相鄰。由于滑坡為大型松散堆積層滑坡，三峽水庫正常蓄水運行后，滑坡前緣大部分將被水淹沒，清泉路滑坡80％位于庫區水位變動帶，局部及整體失穩的可能性大。從滑坡變形機制可以推斷清泉路滑坡為兩滑動的松散土體滑坡，具有兩級滑動面(見圖4)?；骂A警的確定是監測滑坡的重要內容，也為治理滑坡提供了數據分析。
??? 由于監測信息的實時采集、傳輸和處理均與節點密不可分，所以著重介紹節點的軟硬件設計。、
??? 2．2 硬件系統設計
??? 2．2．1 無線收發單元
??? 采用SRWF-501-50型微功率無線數傳模塊，該無線通信模塊具有很強的抗干擾能力，全透明傳輸，體積小，傳輸距離遠，低功耗及休眠功能。
??? 2．2．2 MCU控制單元(AT89C52)
???
數據處理模塊是傳感器網絡節點的核心部分，一方面接收來自傳感器的測量數據，按要求對數據進行處理和計算等，交給通信模塊發送；另一方面讀取通信模塊送入的數據信息，對硬件平臺其他模塊的操作進行控制。
??? 2．2．3 數據采集模塊
???
傳感器采用傾角傳感器和液位傳感器，每個孔洞都會在最下端部署一個液位傳感器，在不同深度部署數個傾角傳感器，通過傾角傳感器可以監測山體的運動狀況，液位傳感器采集地下水位深度的數據，圖5給出無線傳感器節點電路構成框圖。
??? 2．2．1 無線收發單元
??? 采用SRWF-501-50型微功率無線數傳模塊，該無線通信模塊具有很強的抗干擾能力，全透明傳輸，體積小，傳輸距離遠，低功耗及休眠功能。
??? 2．2．2 MCU控制單元(AT89C52)
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數據處理模塊是傳感器網絡節點的核心部分，一方面接收來自傳感器的測量數據，按要求對數據進行處理和計算等，交給通信模塊發送；另一方面讀取通信模塊送入的數據信息，對硬件平臺其他模塊的操作進行控制。
??? 2．2．3 數據采集模塊
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傳感器采用傾角傳感器和液位傳感器，每個孔洞都會在最下端部署一個液位傳感器，在不同深度部署數個傾角傳感器，通過傾角傳感器可以監測山體的運動狀況，液位傳感器采集地下水位深度的數據，圖5給出無線傳感器節點電路構成框圖。
??? 2．2．4 后臺監控單元(嵌入式系統)
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處理器模塊的CPU采用三星公司的基于ARM7的S3C4480微控制器，在ARM中移植了μCOS-Ⅱ實時多任務操作系統，以進行實時多任務管理。對于共享同一種資源會存在資源競爭的問題，系統中采用了事件標志和信號量的方法來實現同步機制，使得原子操作不需要關掉所有的中斷，從而不會造成系統的響應延遲。
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處理器模塊的CPU采用三星公司的基于ARM7的S3C4480微控制器，在ARM中移植了μCOS-Ⅱ實時多任務操作系統，以進行實時多任務管理。對于共享同一種資源會存在資源競爭的問題，系統中采用了事件標志和信號量的方法來實現同步機制，使得原子操作不需要關掉所有的中斷，從而不會造成系統的響應延遲。
??? 2．3 軟件模塊設計
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按照硬件電路設計思路，軟件采用模塊化結構程序設計方式。軟件模塊包括：系統初始化、數據發送模塊、接收中斷服務、突發中斷采集、A／D采集模塊、UART串口模塊。系統初始化基本思路：上電后設置串口方式3，開啟定時中斷和外部中斷，啟動接收模塊，進行通信檢測，進入省電模式。這里簡單給出主程序流程圖(見圖6)，中斷流程圖(見圖7)，圖7中中斷為接收中斷，中斷1為突發中斷。
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按照硬件電路設計思路，軟件采用模塊化結構程序設計方式。軟件模塊包括：系統初始化、數據發送模塊、接收中斷服務、突發中斷采集、A／D采集模塊、UART串口模塊。系統初始化基本思路：上電后設置串口方式3，開啟定時中斷和外部中斷，啟動接收模塊，進行通信檢測，進入省電模式。這里簡單給出主程序流程圖(見圖6)，中斷流程圖(見圖7)，圖7中中斷為接收中斷，中斷1為突發中斷。
??? 通過實驗對系統的誤碼率進行測試，在不同環境、不同距離的通信測試中，得出系統的信道誤碼率為10-2，傳輸距離在500～1 200 m時，平均誤碼率為10-5～10-6之間。對清泉路滑坡實際測試中，假設發送數據x幀時，接收到y幀，即發送11×x b，正確接收到11×y b，得到滑坡監測數據，如表1所示，并根據計算公式：
- 傳感器(738408)
- 無線(171252)
- 網絡(87321)
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2018-11-06 10:58:59
基于無線傳感器網絡的角度監測系統設計
針對傳統的角度測量設備體積龐大，測量精度低，實時性差等問題，介紹了一種空間物體三維姿態監測系統，其使用三軸加速度傳感器監測空間物體的橫擺角和俯仰角，使用三軸地磁傳感器，結合加速度傳感器對其進行修正
2020-04-28 07:18:20
基于無線傳感器網絡的遠程智能抄表系統設計
傳感器網絡集中抄表系統采用網狀網結構的無線傳感器網絡技術，實現用戶采集器與集中器間的數據通信，通過CDMA/GPRS網絡實現集中器與抄表中心之間的數據傳輸?！ igBee技術 ZigBee是一種
2018-12-04 15:18:46
基于無線傳感器網絡的遠程自動抄表系統設計
是一個非常理想的解決方案。在實際應用中，結合無線傳感器網絡的技術特點，綜合考慮自動抄表系統的穩定性、系統成本及樓宇小區的實際情況，提出有線與無線網絡相結合的綜合通信組網方式?！ 【用駱菍觾?b class="flag-6" style="color: red">采用RS
2018-11-05 10:52:18
基于無線傾角傳感器的大型廣告牌匾傾斜監測系統
裝置采用基于 MEMS（MicroelectroMechanical System，微機電系統）的雙軸傾斜傳感器和微電子控制技術設計，雙軸傾斜傳感器可對牌匾進行水平與豎直方向的實時監測，監測數據采用
2018-09-17 17:33:50
基于JN5139的ZigBee無線傳感器網絡體溫脈搏監測系統
使用?！ 〗Y語 本文設計的體溫與脈搏監測系統，采用基于ZigBee的無線傳感器網絡技術，并以JN5139無線微控制器構建3類節點設備，以較低的成本實現了體溫、脈搏參數的分布式無線采集與集中處理，同時具備高精度
2018-11-02 15:17:26
基于LabVIEW的無線傳感器網絡監測平臺設計
。本文中采用PC機作為管理節點，使用PC機上的LabVIEW平臺編程設計無線傳感器網絡監測平臺實現觀測者對無線傳感器網絡的觀察與操作。 2.2 無線傳感器網絡硬件介紹 本文設計了一個精簡的星型結構
2018-11-16 15:46:11
基于Linux的傳感器網絡網關能實現什么功能？
傳感器網絡是計算機科學技術的一個新的研究領域，集成了傳感器、微機電系統和網絡二大技術形成的傳感器網絡是一種全新的信息獲取和處理技術。近幾年，在傳感器網絡管理、查詢和數據分發等方面的研究都得到了相當大
2020-04-01 07:55:47
基于S12的無線傳感器網絡樣機的系統設計
能耗。本文以無線傳感器網絡技術為理論依據，以教學樣機系統為開發目標，提出了以MC9S12DT128為核心處理器，由藍牙無線通信協議實現的無線傳感器網絡節點的設計方法。
2020-04-28 06:49:00
基于分布式光纖應變傳感器技術的山體滑坡在線監測預警方案
▼ 目錄 ▼ 一、光纖傳感技術二、分布式光纖應變傳感器技術三、分布式光纖應變傳感器技術應用案例四、山體滑坡監測預警方案 ▼ 內容簡介 ▼ 一、光纖傳感技術 光纖傳感器技術簡介 光纖傳感器（Fiber
2020-08-31 14:03:17
基于備份節點無線傳感器網絡的設計
1 引 言隨著無線網絡以及硬件技術，特別是超大規模集成電路技術的發展，將感知、通信、計算能力集成在一個傳感器節點成為可能。無線傳感器網絡(以下簡稱傳感器網絡)就是由成千上萬個這樣的節點構成的。
2020-08-26 07:41:28
聲傳感器網絡節點的硬件系統設計
微型傳感器協作地實時監測、感知和采集各種環境或監測對象的信息，通過嵌入式系統對信息進行處理，并通過隨機自組織無線通信網絡以多跳中繼方式將信息傳送到終端用戶。本文主要介紹聲傳感器網絡節點硬件系統
2018-11-14 14:54:21
如何構建基于TinyOS的無線傳感器網絡？
本設計以nRF24E1無線通信模塊為核心，基于無線傳感器網絡操作系統TinyOS，使用模塊化設計思路，實現了一個無線傳感器網絡。
2021-06-01 06:07:48
如何用NILabVIEW建立一個完整的無線傳感器網絡系統？
什么是無線傳感器網絡系統（WSN）？無線傳感器網絡主要由哪幾部分組成？如何用NILabVIEW建立一個完整的無線傳感器網絡系統？
2021-06-07 06:23:56
山體滑坡監測預警方案
速率高，帶寬大，可實現實時在線的數據采集，盡早發現問題，及時提供山體滑坡預警信息。 4、分布式光纖應變監測系統中的光纖傳感器沒有方向性，其他的點式傳感器都有方向性。 5、分布式光纖應變監測系統能夠及早
2020-08-29 08:30:42
工業使用的無線傳感器網絡
近年來，隨著無線通信、電源效率、極度微型化（如透過MEMS傳感器達到的迷你規格設計）以及嵌入式運算技術的不斷演進，發展出越來越多適用于嚴苛工業環境的無線傳感器網絡（WSN）。預估在未來五年，工業用
2020-04-23 07:30:23
工業用無線傳感器網絡概念
近年來,隨著無線通信、電源效率、極度微型化(如透過MEMS傳感器達到的迷你規格設計)以及嵌入式運算技術的不斷演進,發展出越來越多適用于嚴苛工業環境的無線傳感器網絡(WSN)。預估在未來五年,工業用
2020-05-05 07:56:07
怎么設計基于嵌入式網絡的無線傳感器網絡平臺？
隨著技術的發展，基于分布式、無線傳感器網絡的應用也越來越多。本文提出了一個基于嵌入式系統的無線傳感器網絡實驗平臺，該實驗平臺在無線傳感器網絡的算法和協議驗證方面具有良好的應用前景。
2019-08-27 06:12:33
求一種溫度無線傳感器網絡系統的設計方案
溫度無線傳感器網絡系統是由哪些部分組成的？怎樣去設計一種溫度無線傳感器網絡系統？溫度無線傳感器網絡系統設計時應注意哪些事項？
2021-05-28 06:43:51
淺析無線傳感器技術
點對點的鏈接，如無線稱重裝置，它的一端是電子稱，另一端是標準數字讀出器或顯示器。Motorola將無線傳感器與通信技術相結合，開發了無線家居監測和控制系統，內設無線溫度傳感器、無線漏水傳感器、無線門
2019-06-19 08:27:12
淺談無線傳感器技術的選擇
，各有千秋，但是這些技術之間，幾乎不能相互兼容和互通。 無線傳感器網絡系統的基本架構包括三部分，第一部分是無線收發芯片，其職責是將數字信息轉換為高頻無線信號傳送出去和將接收到的高頻無線信號恢復成數
2018-11-05 16:04:53
電源模塊對無線傳感器網絡有什么影響？
無線傳感器網絡(Wireless Sensor Network，WSN)是一種由傳感器節點構成的網絡，能夠實時地監測、感知和采集節點部署區的觀察者感興趣的感知對象的各種信息(如光強、溫度、濕度、噪音
2019-10-09 07:08:52
移動多Sink無線傳感器網絡監測系統有什么用？
類應用中，事件監測者(人或者智能平臺)不僅參與管理而且也參與組網，成為了網絡中的移動Sink節點。因此，本文設計并構建了移動多Sink無線傳感器網絡監測系統，實現環境監測、事件定位等功能。
2020-04-13 08:31:58
自主設計的無線傳感器網絡監測平臺
1 引言 無線傳感器網絡是由分布在監測區域內的大量傳感器節點組成的無線網絡，由于其快速展開、抗毀性強、監測精度高、覆蓋區域大等特點而產生了廣闊的應用前景，由此成為當前信息領域的研究熱點。無線傳感器
2019-04-24 06:07:24
無線傳感器網絡在環境監測系統中的應用
介紹了在環境監測系統中應用無線傳感器網絡技術的幾點優勢，分析了基于無線傳感器網絡技術的環境監測系統的體系結構，給出了三個典型應用領域中該系統的創新性構建方案
2009-09-03 14:33:30
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19無線傳感器網絡應用系統介紹
無線傳感器網絡應用系統介紹介紹了無線傳感器網絡的系統結構，列舉了無線傳感器網絡技術在軍事、環境監測、建筑物監測、智能交通等應用領域的
2009-09-19 09:46:02
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基于無線傳感器網絡的地質災害監測監控系統
對邊坡危巖的失穩變形進行監測監控是預測滑坡等地質災害發生的有效手段。采用先進的監測技術降低現有監系統成本、應用低成本的MEMS傳感器對邊坡危巖的位移、傾斜角、水壓、溫濕度等信息進行實時監監控范圍開展
2021-05-24 09:36:222
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工商網監
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