基于无线传感器网络的山体滑坡监测技术研究

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我国地质条件复杂,山体滑坡事故频频发生,造成了巨大的经济损失和惨重的人员伤亡。滑坡的存在要求采用一种易于推广、成本低以及有效的监测手段对于这些正在滑动或潜在的滑坡体进行监测,以便及时采取安全预防措施,避免滑坡产生时造成难以预料的损失。基于这些背景,本文对滑坡监测技术进行研究,设计了一种基于无线传感器网络的山体滑坡监测系统。该系统使得工作人员无需亲临监测区域就能实时地得到高可靠性滑坡相关参数信息,了解滑坡体的运动情况,分析滑坡体的形变规律,进而进行滑坡变形趋势预报。  无线传感器网络是由部署在监测区域内的大量传感器节点,通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织网络。将无线传感器网络应用到滑坡监测系统,摆脱了线缆的束缚,通过无线方式实现了滑坡工作面的全覆盖。滑坡监测系统由监测节点、基站和远程控制中心组成,能够对监测区域内滑坡的位移进行在线监测和分析,系统具有功耗低、时延短、动态自组织、可靠性高等优点。本文从监测系统的自动化、传输系统的无线网络化、系统设计模块化等角度出发,提出了采用传感器节点监测、ZigBee协议组网、GPRS网络数据传输等较先进的技术构建滑坡无线监测系统的方案。  为了实现基于无线传感器网络的滑坡实时监测系统,本文首先叙述了无线传感器网络的基本概念、体系结构、特点以及发展现状,并对构建面向滑坡监测的传感器网络的关键技术进行了综述;其次通过对目前流行的几种短距离无线通信技术的比较分析,总结出ZigBee技术用于滑坡监测系统的优势;然后在深入研究系统设计要求与原则的基础上,提出了滑坡实时监测系统的整体设计方案,完成了系统的组网以及软硬件设计,并对系统进行了测试和实验结果分析。最后对本文的工作做了总结并结合无线传感器网络在滑坡监测领域的应用进行了展望。  本文设计的山体滑坡监测系统可以对滑坡进行实时监控,弥补了传统监测技术的不足,并取得了较好的效果。
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