數(shù)據(jù)分析在當前社會中起著格外重要的作用,而數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)又是數(shù)據(jù)分析的數(shù)據(jù)來源,其提供數(shù)據(jù)的精密性和可靠性關系到后續(xù)工作是否能順利執(zhí)行。現(xiàn)階段,市面上已經(jīng)存在大量的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),但是就泥石流數(shù)據(jù)采集而言,這些數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)從通信方式、數(shù)據(jù)安全性等方面來說已經(jīng)不能滿足需要。本文提出了一種基于3G網(wǎng)絡高精度、分布式的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),來滿足泥石流數(shù)據(jù)采集的需要。論文首先將泥石流數(shù)據(jù)采集對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的需求進行了分析,并結合嵌入式技術、通信技術等提出了整體的設計方案。為了保證數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的精度,采用了一種小波消噪算法,運用Matlab軟件對所提出的算法進行了測試并最終將其應用于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中;為保證通信的便捷可靠,使用了 3G網(wǎng)絡作為通信方式;為了保證多終端分布采集,采用了同步誤差低于20us的GPS模塊獲取UTC時鐘用來作為同步時間;并選擇了 24位高精度ADC芯片ADS1256實現(xiàn)了高精度的原始數(shù)據(jù)采集。通過對方案進行具體的實施,對整個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行了設計。采用了次聲波傳感器,作為輸入信號,實現(xiàn)了在泥石流滑坡災害多發(fā)區(qū)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集。該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)目前已經(jīng)安裝于重慶山區(qū),實現(xiàn)了在泥石流滑坡災害... 

【文章來源】：山東科技大學山東省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１次聲波傳感器??Ｆｉｇ．２．１?Ｉｎｆｒａｓｏｎｉｃ?ｓｅｎｓｏｒｓ??，

蓄電池埋在地下，白天通過太陽能電池板供電并對鉛蓄電池充電，夜間或者陰??天的情況下通過電池供電，這種方案基本不需要頻繁的更換電池，使終端設備??能夠在野外工作時間更長。圖２．２為無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的無線數(shù)據(jù)采集終端??安裝現(xiàn)場。??圖２．２無線數(shù)據(jù)釆集終端安裝現(xiàn)場??Ｆｉｇ．２．２?Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ?ｓｉｔｅ?ｏｆ?ｗｉｒｅｌｅｓｓ?ｄａｔａ?ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ?ｔｅｒｍｉｎａｌ??２．２系統(tǒng)方案設計??無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要實現(xiàn)的功能是將現(xiàn)場的數(shù)據(jù)傳輸給遠程操作設備??的工作人員。在本次設計中采用了次聲波傳感器進行信號采集，將地下的震動??信號通過空心鋼管傳輸?shù)酱温暡▊鞲衅髦校搨鞲衅鲗⒄駝有盘栕優(yōu)殡妷盒盘枺??無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在本設計中將次聲波傳感器的電壓信號轉換為數(shù)字信號，通??過ＧＰＳ進行定位和時間同步，使多個數(shù)據(jù)采集終端的數(shù)據(jù)擁有了統(tǒng)一的時間??標準，最終將多個采集終端的數(shù)據(jù)發(fā)回服務器提供給工作人員，從而進行現(xiàn)場??的環(huán)境分析研究和泥石流、滑坡等災害的預測［１６１。??７??

?１?Ｉ?ｊ??圖２．３無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結構圖??Ｆｉｇ．２．３?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｗｉｒｅｌｅｓｓ?ｄａｔａ?ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ??圖２．３為無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結構圖，由圖可知無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)整體可??分為三大部分：無線數(shù)據(jù)采集終端、服務器數(shù)據(jù)通信、ＰＣ上位機。??無線數(shù)據(jù)采集終端？．采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)、ＧＰＳ定位以及３Ｇ數(shù)據(jù)通信；??服務器數(shù)據(jù)通信：接受采集終端數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)存儲、以及ＰＣ上位機通信；??ＰＣ上位機：控制數(shù)據(jù)采集終端、本地數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)算法處理。??２．２．１無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案設計??無線數(shù)據(jù)采集終端是無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)提供的源頭，該終端提供數(shù)??據(jù)的準確性和實時性關系到系統(tǒng)最終的使用效果，其需要滿足數(shù)據(jù)采集的精度、??實時性和環(huán)境要求，能將傳感器的電壓信號轉換為２０位精度以上的數(shù)字信號，??且多采集終端同時使用時時間同步誤差低。為滿足精度、實時性以及運算量的??要求，將數(shù)據(jù)處理從終端中獨立出來，使用ＰＣ上位機進行后期的數(shù)據(jù)處理，??數(shù)據(jù)采集終端只提供原始的采集數(shù)據(jù)，采集終端結構框圖如圖２．４所示：??３２Ｇ?ＳＤ卡存儲??電路???????信號調(diào)?Ｎ????理電路?＾?—?．?Ｚ．—３Ｇ／４Ｇ通訊模塊?＾?）?ｊ?？?????３２位???ｄｍ?＾ｈ）??信號調(diào)——Ｎ?Ａ／Ｄ?＾?微處理器????理電路?；／轉換＾一－？????ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＶＥＴ６?／?ｋ?ａ?ｋ??信號調(diào)一Ｎ?丨


本文編號：3479012