基于WSN的高層建筑物地基沉降動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著社會的發(fā)展，城市土地資源變得越來越緊張，城市中的高層建筑物拔地而起，高層建筑物的安全問題被更多的人關(guān)注。近年來，高層建筑物在施工過程及運(yùn)營階段出現(xiàn)不同程度的傾斜或垮塌現(xiàn)象，給個人和國家?guī)砭薮蟮膿p失。為了減少這些的損失，對高層建筑物的變形監(jiān)測是必須的。其中地基沉降是建筑物變形的最重要因素之一，設(shè)計(jì)一種能夠動態(tài)監(jiān)測高層建筑物地基沉降數(shù)據(jù)、判斷高層建筑物地基沉降趨勢與變化規(guī)律、有動態(tài)預(yù)警功能的系統(tǒng)，對高層建筑物的施工階段和運(yùn)營階段顯得非

2、常重要。本課題，針對上述問題設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于WSN的高層建筑物地基沉降動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。
　　系統(tǒng)考慮到高層建筑物在施工過程中環(huán)境復(fù)雜，不易布線、各個沉降監(jiān)測點(diǎn)之間數(shù)據(jù)傳輸距離在幾十米左右、數(shù)據(jù)量較大，故采用了ZigBee無線傳輸方式。在地基沉降監(jiān)測狀態(tài)下，如果位移傳感器節(jié)點(diǎn)的直線微位移傳感器檢測到位移超限，位移傳感器節(jié)點(diǎn)中的液晶顯示屏上顯示報(bào)警信息，同時將位移超限信息發(fā)送到路由器中轉(zhuǎn)到協(xié)調(diào)器或者直接發(fā)送至協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器再將接收到的報(bào)警

3、信息通過串口發(fā)送至上位機(jī)，上位機(jī)將數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫表中。管理員可以通過上位機(jī)訪問地基沉降的實(shí)測值和預(yù)測值，并可生成數(shù)據(jù)曲線圖，查看動態(tài)預(yù)警中心等。
　　本課題設(shè)計(jì)了高層建筑物地基沉降監(jiān)測點(diǎn)的布局及地基沉降的監(jiān)測方式，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了上述基于WSN的高層建筑物地基沉降動態(tài)預(yù)警系統(tǒng)的下位機(jī)軟硬件和上位機(jī)系統(tǒng)部分。對系統(tǒng)作了需求分析，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的總體架構(gòu)。對ZigBee網(wǎng)路設(shè)備、串口通訊工具、上位機(jī)系統(tǒng)做了功能性分析，詳細(xì)介紹了高層建筑物地

4、基沉降動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的整個工作流程。系統(tǒng)采用了模塊化設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了高層建筑物地基沉降動態(tài)預(yù)警系統(tǒng)的硬件設(shè)備，如位移傳感器節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)等ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，接著介紹了位移傳感器節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)與現(xiàn)實(shí)，同時對ZigBee傳輸數(shù)據(jù)格式進(jìn)行了設(shè)計(jì)。最后，設(shè)計(jì)了基于B/S架構(gòu)的Java Web預(yù)警系統(tǒng)，使用了開源框Hibernate、Struts，和數(shù)據(jù)庫MySQL。在數(shù)據(jù)處理方面，使用灰色模型來預(yù)測地基沉降