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大桥沉降实时跟踪监测报警系统的设计与实现
| 论文题名： | 大桥沉降实时跟踪监测报警系统的设计与实现 |
| 关键词： | 大桥沉降;倾斜角度;传感器;单片机;实时跟踪;超声波测量;监测报警系统 |
| 摘要： | 在桥梁工程建设和日常运作过程中，桥梁的变形检测技术为判断其是否具备足够的安全健康系数提供了重要依据。虽然目前对桥梁安全检测的技术与方法随着科技的发展有着显著地提高，但是面对越来越庞大的桥梁工程来说，就现有的检测方案无法满足其需要高安全性的要求，同时受到地理条件的影响，检测过程也显得极为不方便。本文从能够实时监控桥梁是否具备绝对安全的主要指标数据的角度出发，并结合现有的检测手段和通信技术，建立一个网络型实时性高的监控方案。根据大量的桥梁事故分析发现，主要因为桥梁主体结构产生了不同程度的变形有关，而变形的情况具体体现在桥体结构出现了大范围的沉降和倾斜，因此，能否及时获取这两项数据显得极其重要。根据上述要求，同时考虑到成本的因素，本文基于超声波的大桥沉降监测和倾斜角度传感器检测方案进行了研究，并设计出一套实时跟踪和数据传输的高精度沉降测量报警系统。 结合上述技术手段，本文选用STC12C5系列单片机作为主控芯片，利用40KHz的超声波作为测量工具来检测沉降情况，利用MMA7361角度测量模块来测量倾斜角度，在此基础上，增加了影响超声波测量的温度补偿测量，同时研究分析了利用超声波测量的各种方法，最后选定了脉冲计数测量法和相位比较测量法相结合的技术方法，将测量精度控制在毫米以内。 本文的主要工作包括各功能模块芯片的选型、绘制原理图和元器件的焊接，软件设计是采用C语言对各功能模块的底层驱动，通信协议等程序进行了编写，最后通过基于VC6.0平台设计的上位机实现了窗口化的图形界面控制整个测量系统。 最后，基于实验室现有的资源条件下搭建了测试平台，通过对各功能模块地不断调试和改进，基本上达到设计的总体要求。在量程为30cm的范围内，沉降测量精度可控制在1mm以下，倾斜角度测量精度控制在±0.3°左右。 |
| 作者： | 陈淼 |
| 专业： | 计算机技术 |
| 导师： | 蒋朝根 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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