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分布式三维岩土变形监测系统设计

分布式三维岩土变形监测系统设计

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作者：侯青祥西安工程大学

学位级别：硕士

我国山脉众多，大型土木工程设施密集，每年许多山坡和岩土工程会由于岩土变形而引发地质灾害，特别是遇到夏季连续的阴雨天气，更容易发生滑坡、泥石流、山体崩塌，给人民的生命财产安全造成巨大的损失。岩土变形的监测关系到国民经济... 详细信息

我国山脉众多，大型土木工程设施密集，每年许多山坡和岩土工程会由于岩土变形而引发地质灾害，特别是遇到夏季连续的阴雨天气，更容易发生滑坡、泥石流、山体崩塌，给人民的生命财产安全造成巨大的损失。岩土变形的监测关系到国民经济的快速发展，本文根据实际项目需要，分析得出岩土监测领域现有的岩土变形监测技术主要依靠裂缝计、钢带、红外仪、GPS定位等技术手段，这些传感技术的安装工程量大，不能对大型边坡进行全范围整体监测，有些技术的价格比较昂贵。因此，确定选用可以对大型的边坡进行全面监测的光纤传感器作为数据采集端，在岩土边坡上铺设光纤监测网，选用先进的微控制器作为控制核心，通过组建GPRS通讯网络传输数据。并运用SVm支持向量机建立岩土变形预测模型，对测量数据进行训练作出预测，实现对岩土变形所引发灾害的科学预报。本系统利用TI公司cortex-m3核的ARm芯片Lm3S6965作为控制器，以UC/OS-II为实时操作系统，控制监测设备的各个任务，建立SVm支持向量机岩土变形预测器模型，并运用采得的数据进行训练作出岩土变形预测。本文的主要内容包括：1.选择一种施工难度小、灵敏度高、可以实现对信号远程监控的传感器，可以对边坡尤其是大型边坡进行全面监测。光纤传感器符合以上这些特点，所以选用光纤传感器作为岩土变形的采集工具。2.岩土变形监测系统硬件电路设计，包括32路光纤传感器的通道选择电路、信号采集电路以及GPRS无线通讯模块电路;系统的软件设计，包括UC/OS-II实时操作系统在Lm3S6965上的移植以及各模块底层驱动程序;3.运用支持向量机（Support Vector machine，SVm）统计学习算法，建立岩土变形的预测器模型，实现对岩土变形的科学有效预测。本文从岩土变形监测方法的角度出发，在分析原有监测方法的基础上提出了建立分布式岩土变形监测系统，并运用SVm建立岩土变形的预测模型。整个系统的模块都相对独立地工作，这样既方便了程序编写和模块调试又为后期的整体程序架构带来方便。论文最后对课题的研究进行了总结，对所做课题的推广应用进行了展望，并提出了还需要进一步改进的地方。由于课题设计没能来得及做大量的数据收集，所以后面还需要进行大量的数据模型训练。

关键词：岩土变形监测 32路光纤传感器 cortex-m3控制器 GPRS通讯 SVm支持向量机

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移动机器人网络的嵌入式监控系统服务器设计

移动机器人网络的嵌入式监控系统服务器设计

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作者：邵岩河北工业大学

学位级别：硕士

随着科学技术的发展，移动机器人被广泛应用于工业生产，空间探索，环境监测等领域。但很多情况下，移动机器人不能完全自主的完成高精度复杂任务，这就需要加入人的操作和指导。同时，考虑到机器人工作环境的不确定性，所以对移动机器... 详细信息

随着科学技术的发展，移动机器人被广泛应用于工业生产，空间探索，环境监测等领域。但很多情况下，移动机器人不能完全自主的完成高精度复杂任务，这就需要加入人的操作和指导。同时，考虑到机器人工作环境的不确定性，所以对移动机器人进行远程监控是必然的选择。本文以ZigBee无线通信技术、嵌入式Web技术为基础，构建移动机器人网络。针对移动机器人网络设计嵌入式监控系统服务器，并完成对移动机器人的远程监控。其设计方法与过程如下：采用由整体到局部的研究方法。首先设计了监控系统及嵌入式服务器的整体结构。通过对ZigBee无线通信技术的研究，使用CC2530模块构建了移动机器人网络。然后，以嵌入式监控系统服务器结构为基础，进行硬件平台的搭建和软件功能的设计。嵌入式监控系统服务器以STm32F107VCT6为主控芯片，在此芯片上移植μc/OS-Ⅱ操作系统。然后，为其扩展网络功能，移植LwIP协议栈。最后，实现应用层的应用程序对移动机器人网络的监控功能。为了验证嵌入式监控系统服务器对移动机器人网络监控的可行性和正确性，通过分步实验的方式对系统的性能进行了测试，测试结果表明系统运行稳定。

关键词：移动机器人网络嵌入式Web服务器 cortex-m3控制器 μc/OS-Ⅱ操作系统 LwIP协议栈

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