基于TDR技术的滑坡监测系统研制-控制理论与控制工程专业论文.docxVIP

Development of a landslide monitoring system using TDR technology A Dissertation Submitted For The Degree Of Master Candidate：Lin Baoluo Supervisor：Prof.Liu Kong Prof.Li Dengfeng Chang’an University, Xi’an, China 论文独创性声明 本人声明 : 本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研 究工作所取得的成果。|涂论文中已经注明引用的内容外，对论文的研 究做出重要贡献 的个人和集体 ，均已在文中以明确方式标明 。本论文 中不包含任何未加明确 注 明的其他个人或集体已 经 公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担 。 论文作者签名: 才不休\ 2--t1 rr年 d 月 II 日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职 务作品，知识 产权归 属学校。学校享有以任何方式发 表、复制、公开阅览、借阅以及申 请 专利等权利。本人 离校后发表或使用 学位论文或 与该论文直接相关的 学术论 文或成果 时，署名单位仍然为长 安大学。 (必威体育官网网址的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名: 并不 J}\多 切改年 4 月 I [日 导师 签名: 钊[t_  r) o!} 年 j 月 I )日 摘 要 一直以来，地质灾害是国家自然灾害防治的重点，而滑坡灾害是地质灾害中较为 严重的一类，滑坡灾害的预警也越来越受到人们的关注。而国内众多的滑坡监测项目 及科学研究使用的都是国外昂贵的监测仪器，如 Campbell Scientific 的 TDR100、Tek- tronix 的 1502C/CS 系列等，同时这些国外的仪器还需购买配套的相关设备。由于价格 不菲，这些系统一般只在大型的滑坡监测中使用，而在中小型滑坡中得不到广泛应用。 本文首先阐述了 TDR（Time Domain Reflectometry）技术在山体滑坡监测中的基 本原理，对脉冲信号在同轴电缆中的传输进行了理论研究，并设计了一套包括硬件和 软件的 TDR 滑坡监测系统。本系统由三大部分组成：同轴电缆、下位机硬件电路、上 位机应用软件。硬件电路向同轴电缆发射窄脉冲信号，同时对发射的窄脉冲信号和反 射的脉冲信号进行等效采样，等效采样得到的数据使用 SDRAM 进行缓存，最后将 SDRAM 中的所有数据通过 USB 发送到电脑上；安装在电脑上的上位机应用软件对采 集的数据进行波形重构、显示、分析和处理，最后根据滑坡体状况判断是否需要发出 滑坡预警。 在文章的最后进行了 TDR 原理样机的实验室试验，通过同轴电缆剪切装置来模拟 滑坡体对同轴电缆的挤压和剪切作用，记录了大量的试验数据和测试波形，并应用本 文理论推导的 TDR 计算模型进行了验证和分析，通过分析本系统的测量误差，证实了 本文所推导的 TDR 计算模型的正确性和所设计的滑坡监测系统的可用性。 关键词：时域反射，等效采样，山体滑坡，同轴电缆，FPGA Abstract The geological disaster has ben the focus of national natural disaster prevention,the landslide is one of the serious ones.Therefore ,perple pay more and more attention to the early warning of the landslide disaster.Andmany domestic landslide monitoring projects and the scientific research are using the expensive monitoring instrument of foreign.Such as Campbell Scientific TDR100,Tektronix 1502C/CS series etc..At the same time these instruments need to purchase foreign-related ancillary equipment.Due to the expensive price,these systems are generally only used to monitor the large-scale landslide,but has not been widely used in the small landslide. This paper firstly