原文传递
融合ZigBee与GPRS的季冻土路基环境监测系统的研究
| 论文题名： | 融合ZigBee与GPRS的季冻土路基环境监测系统的研究 |
| 关键词： | 冻土路基;环境监测系统;射频收发器;GPRS技术;ZigBee网络 |
| 摘要： | 我国在2015年提出的“一带一路”、京津冀、“东北-蒙东经济区”的发展战略，几乎将我国冻土区域全部覆盖。在社会经济的迅速发展影响之下，道路交通等基础设施建设必定会随之加大。季节冻土作为一种复杂地质体，在强烈的冻结和融化的相互作用之下，使路基易出现翻浆、沉陷和强度减弱等道路病害。其中路基的温度和湿度（含水量）的变化是导致诸多道路灾害的直接因素。为了防治道路冻融病害、延长使用寿命，必须对路基的温度和湿度进行实时监测、掌握其变化规律，并及时做好相应的补救措施。 本文从季冻土路基在冻融循环过程中温度和湿度监测的实际要求出发，设计了一种融合ZigBee与GPRS技术的路基环境监测系统。监测系统主要由数据采集终端设备、ZigBee-GPRS网关协调器和上位机监测中心三部分构成。 终端设备节点包括传感器和ZigBee射频收发器，传感器温度数据的获取由热敏电阻采集，土体湿度数据的获得是基于频域反射技术原理，即土体的介电常数与其体积含水量具有某种函数关系，可由介质中电磁脉冲传播频率得到。终端节点控制单元内嵌入设计好的温度补偿算法，将土体湿度做好温度补偿后，由射频器发送到ZigBee网络。网关协调器包括ZigBee协调器、网关控制器和GPRS模块，协调器除接收子设备的数据以外，还具有组建、管理和维护整个ZigBee网络的任务。网关控制器通过串口将协调器数据处理后，经过软件将ZigBee和GPRS网络协议转换，最后由GPRS模块发送到远端的上位机监测中心。上位机监测中心用于监听网络的连接请求，同时具有数据的接收、显示和存储功能。 系统将两种无线通信技术相结合，对路基下20cm和40cm两个测试点进行数据连续采集。经实际验证该系统可对季冻土路基内部温、湿度的实时无损监测，实现了传感器网络与移动数据网络的融合。 |
| 作者： | 李想 |
| 专业： | 仪器科学与技术 |
| 导师： | 孟上九 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
