我国是滑坡灾害非常严重的国家。一旦发生山体滑坡，将给人民生命财产和国民经济带来巨大损失。GPS 是目前世界上最成熟的卫星导航系统，但GPS 在一些特殊的山区环境会遇到卫星信号差、通信比较困难的情况。BD-2是我国自主研发的新一代卫星导航系统，提供定位、测速、授时服务。利用BD2/G PS 双模系统可大大提升对灾害监测预警的精度、感知程度和反应能力。同时还具备全天候运行、没有通讯盲区、融合卫星导航增强系统等优势。 1 系统组成
系统由无线传感器监测网络、北斗导航卫星通信系统和远程监控中心三部分组成。系统采用BD2/GPS 双系统卫星导航定位技术，对地表位移的监测可控制在2.5米内的一个相对精度，无线传感测量装置能进入山体内部采集地下位移数据。将这些反映山体整体变形情况的地表与地下位移数据，通过GPRS 模块以无线通信的方式实时发送到远程监测中心进行分析，多个传感采集器的信号通过通过GPRS 模块一起发送到监控中心，即可推理和预测山体的整体变形，在可能发生山体滑坡时进行预警。 BD2/GPS 双系统滑坡监测预警系统设计与实现
李和平 梁凌洁 娄底职业技术学院 湖南娄底 417000
2 系统硬件设计
2.1 BD2/GPS 模块
和芯星通双系统导航/授时BD2/GPS 模块UM220具有出的导航定位性能，能够同时支持BD2 B1、G
PS L1两个频点，电路如图1所示。该模块通过相关器、FFT 和匹配滤波器混合应用以及算法优化，能在各种复杂环境下快速首次定位并保持稳定的捕获跟踪能力。先进的多路径抑制技术有效保证导航定位精度和可靠性。BD2/GPS 模块单独做成一块PCB 板。与主控MCU 之间采用UART 通讯。
2.2主控MCU 模块主控芯片采用嵌入式的ARM CORTEX-M3系列芯片STM32F103ZCT6，容量为256KB 的CY7C1041DV33做为数据缓冲芯片，DS1302时钟芯片准确记录环境参数变化的时间。系统采用I2C 总线
的24LC32EEPROM 芯片存储监控中心的
报警电话号码、当前网络编号、当前地理位置信息、用户设定参数等数据。采用SPI 总线FLASH 芯片，用于存储汉字库数据。外接显示屏采用标准点阵LED 显示屏，安装在高速公路的道路两侧或架空安装，一旦发生警情提醒后续来车注意安全，同时利用 GPRS 模块向监控中心和负责人发送警报。
2.3无线传感采集模块无线传感采集模块包括微处理器模块、传感器模块、无线通信模块及电源模块。ARM CORTEX-M3系列STM32F103R8T6芯片作为微处理模块，无线通信模块采用NRF24L01。
为了获取监测区域的实时有效信息，在监测区域安放大量的传感器节点测量山体温湿度值和加速度值。温湿度传感器通过一个针位连接到无线传感采集器板上，三轴加速度传感器MA7260能够测量载圣诞工艺品
体在X、Y、Z 三个方向上的加速度参数通过测量在震动过程中的二个正交方向上的加速度，感知山体坍塌和滑坡，对当前的位移变化对测量结果进行实时计算和处理，清楚地显示出滑坡体随时间不同深度的位移变形情况以及滑动面的位
图2 传感接口电路
图1 BD2/GPS
模块电路
置。传感接口如图3。
2.4 GSM/GPRS 模块
监控预警
GSM/GPRS 模块采用西门子双频SIM900芯片，具备功能强大的处理器ARM9216EJ-S 内核。负责接收远程信息并且传送定位信息，采用TTL 串行总线做为传输介质，通过SPI 总线与主控模块进行数据交换。
2.5电源模块电源电路支持交流12V 输入，经过整流滤波、7805CV 及AMS1117-
3.3生成稳定的3.3V 电压。同时电路也支持后备电池供电。
太阳能充电管理电路可以保证监测点位每天24小时连续不断电连续监测，为提高备用电池的使用时间，监测主机采用太阳能电池对备用电池实现充电。并由主控MCU 对电池电压进行检测，根据电池最佳充电曲线，设定充电电流。
3 系统软件设计
系统软件的开发主要包括无线传
一体化橡胶道口板感器模块进行温湿度以及三轴加速度传
感器测量加速度矢量换算为位移量通过2.4G 模块进行数据传输，主控制系统接收传递过来的数据及控制BD2/GPS 定位模块定位到的地理坐标，通过实时分析无线传递过来的数据，如果出现数据异常，
则驱动BD2/GPS 定位模块获取到坐标值、驱动DS1302获取当前时间，驱动EEPROM 获取到相关信息打包，通过GMS/GPRS 模块发送出去，如果一切正常传递当前环境值，远程控制中心通过GMS/GPRS 模块提取到相关信息进行地理位置的精确判断及山体滑坡程度判断，发送相关数据到相关人员的手机上做相应的应急处理策略。
4 结语pet铝膜
系统融合了BD2/GPS 高精度定位技术、GPRS 无线通信技术、网络通信技术以及智能信息处理技术，通过在山体关键点布置的高精度监测设备，捕获滑坡早期的缓慢、匀速变形数据，自动分析山体的整体变形，并进行推理和预警，有效解决
轻钢结构雨棚了传统方法存在的问题。产品除应用于山体滑坡灾害监测外，其关键技术还可用于大坝变形监测、大跨度桥梁变形监测、建筑地基的沉降监测等领域。
主控制系统模块
无线传感器模块
图3 模块程序流程图
BD2/GPS双系统滑坡监测预警系统设计与实现
作者：李和平， 梁凌洁
作者单位：娄底职业技术学院 湖南娄底 417000
刊名：
电子制作
英文刊名：Practical Electronics
年，卷(期)：2014(12)tm2005
引用本文格式：李和平.梁凌洁BD2/GPS双系统滑坡监测预警系统设计与实现[期刊论文]-电子制作 2014(12)
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