水庫大壩沉陷和水平位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、水庫大壩是重要的基礎(chǔ)工程，其能否安全穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)系到當(dāng)?shù)厝嗣竦纳?cái)產(chǎn)安全，因此及時(shí)、準(zhǔn)確的獲取水庫壩體的狀態(tài)參數(shù)就顯得尤為重要。傳統(tǒng)的水庫壩體安全監(jiān)測(cè)主要靠人工測(cè)量，或使用半自動(dòng)的測(cè)量儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這些監(jiān)測(cè)手段大多測(cè)量精度較差，監(jiān)測(cè)時(shí)間長，耗時(shí)耗力。而一些新式的監(jiān)測(cè)手段，諸如全站儀，雖然其能夠?qū)崿F(xiàn)壩體遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)功能，但由于成本過高，限制了其在中小水庫監(jiān)測(cè)項(xiàng)目上的推廣。因此，本文結(jié)合壩體安全監(jiān)測(cè)的實(shí)際要求，設(shè)計(jì)了一種基于準(zhǔn)直激光和圖像處理

2、技術(shù)的壩體視覺監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠以較低的成本實(shí)現(xiàn)對(duì)水庫壩體的沉降和水平位移進(jìn)行遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)。
　　本套系統(tǒng)由基站、主站和監(jiān)測(cè)中心三部分組成，基站又分成圖像采集板和基站控制板兩個(gè)部分。由STM32F407和OV2640構(gòu)成的圖像采集板主要負(fù)責(zé)壩體位移的監(jiān)測(cè)，以STM8L為核心的基站控制板則控制基站的運(yùn)行，并負(fù)責(zé)與主站間的無線通信。基站和主站構(gòu)成星型無線網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)主站對(duì)多個(gè)基站進(jìn)行管理，并通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)測(cè)中心通信。為了確保系統(tǒng)

3、內(nèi)部通信的可靠性，文中設(shè)計(jì)了一套通信協(xié)議用于系統(tǒng)內(nèi)部各部分的通信。該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用一固定于壩體一側(cè)岸邊基準(zhǔn)點(diǎn)上的激光器發(fā)射準(zhǔn)直激光，其光線穿過固定于壩體上的若干基站，并在基站的截光條上留下一條亮線，正對(duì)于截光條亮線處放置圖像采集板采集截光條的圖像。當(dāng)壩體發(fā)生移動(dòng)時(shí)，截光條上的亮線也會(huì)發(fā)生變化。通過一系列圖像處理算法分離出亮線部分的特征后就可以通過亮線的變化規(guī)律計(jì)算出壩體實(shí)際的位移距離。此外，本系統(tǒng)通過軟硬件的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基站系統(tǒng)的低功耗運(yùn)行