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邊坡監測FBG傳感系統開發

添加時間:2019/03/09
本文完成了基於 Linux 的邊坡監測 FBG 傳感系統的設計與實現aaa。本文首先介紹了課題的研究背景及其意義aaaa,總結了相關技術的研究現狀aaaa,並在此基礎上提出了本文的主要研究內容和創新點aaa。
  以下爲本篇論文正文:

摘 要

隨着FBG在邊坡監測中的發展aaaaa,傳統的FBG傳感系統難以滿足邊坡監測的要求aaaaa。本文基於Linux環境設計aaaa,優化和實現FBG傳感系統aaa。斜坡監測aaaa。

本文首先根據邊坡監測的要求aaa,提出了FBG傳感系統的功能和性能要求aaaa。然後aaaa,系統地研究了FBG傳感器在邊坡監測中的部署方案和傳感規律aaa。 根據提出的要求和部署計劃aaa,對光電系統進行了全面的設計和優化aaaaa,包括系統組成設計aaaaa,傳感器網絡設計aaaa,解調分析方案設計和優化aaaaa,以及解調分析方案優化措施的仿真驗證aaa。實現了FBG傳感系統的整體設計aaaaa。 根據整體設計中核心控制和處理平臺的選擇aaaaa,通過硬件aaaa,操作系統和設備驅動程序及軟件的設計與實現aaaaa,完成基於Linux的嵌入式系統的開發aaaa,Linux系統的強大功能是創新地利用aaaa。支持FBG傳感系統中的複雜信號採集和處理流程以及觸摸顯示aaa,智能預警和網絡傳輸等先進功能aaaaa,結合整體設計內容aaa,監控斜坡並滿足其功能和性能要求的一整套安全條件是形成aaa。 FBG傳感系統aaaaa。

通過實驗驗證aaa,FBG傳感系統根據上述設計和實現aaaa,具有監測斜坡安全性的功能aaaaa,滿足了所提出的視覺交互aaa,智能監控和遠程監控的功能要求aaa。通過對實驗數據的分析aaaa,系統精度優化措施有效提高了監測精度aaaa。系統創新在傳感器容量aaa,處理速度和監控精度三個相互約束的性能中實現了高性能aaaa,並且滿足了所提出的性能要求aaa。 可以認爲本文實現了基於Linux的斜率監測FBG傳感系統aaa。

關鍵詞:FBG傳感系統斜率監測Linux嵌入式系統

Abstract

隨着FBG在邊坡監測中的應用aaaaa,傳統的FBG傳感系統難以滿足邊坡監測的要求aaaaa。根據這些要求aaaaa,本文設計aaaa,優化並實現了一種適用於斜坡監測的基於Linux的FBG傳感系統aaaa。

通過實驗驗證aaaa,FBG傳感系統可以監控斜坡安全狀況aaa,滿足視覺交互智能和遠程監控的功能要求aaaa。通過優化解調分析程序aaaa,提高了精度aaaaa,同時創新性地提高了傳感器容量aaaaa,處理速度和監測精度三個相互制約性能aaaaa,滿足了邊坡監測的性能要求aaaa。綜上所述aaaaa,本文采用基於Linux的斜率監測FBG傳感系統aaa。

關鍵詞:FBG傳感系統斜率監測Linux嵌入式系統

中國的土地很複雜aaaaa,包含大量的山脈和丘陵aaaaa。許多住宅區和公共設施位於山區或丘陵地區aaaa。 近年來aaa,由於坡度不穩定aaaa,造成附近居民區和公共設施受損的情況很多aaa,對人民造成不同程度的傷害aaa,直接和間接造成更大的經濟損失[1]aaaaa。 在這種情況下aaaa,爲了保護國家和人民的安全和利益aaaa,長期有效的邊坡監測已成爲一項緊迫的研究課題aaaa。

隨着技術的發展aaaa,人們逐漸採用更先進的方法來監測斜坡aaa,從傳統的傾角儀aaa,壓力計和位移計aaaa,到新的全球定位系統aaaaa,時域反射技術和FBG傳感技術[2-4]aaaa,斜坡監測技術越來越先進aaaaa,效果越來越好aaa。 與其他技術相比aaa,FBG傳感技術具有傳感器尺寸小aaaaa,無電磁干擾aaaaa,檢測精度高aaaa,傳感器重複使用性好等特點aaaaa。它可以提供安全aaaa,穩定aaaaa,準確和有效的多點傳感監測aaaa。 FBG傳感技術特別適用於邊坡監測aaaaa,已引起國內外大量研究aaaa。

FBG傳感技術在邊坡監測中的應用已在全球範圍內進行了研究aaa,但其中大部分僅側重於邊坡監測中FBG部署方案的設計和各方案下的傳感規則分析aaaa。 必須將FBG傳感技術應用於斜坡監測aaaa,以形成完整的FBG傳感系統aaaaa。該系統不僅要求傳感器正確地部署在斜坡上aaaa,而且還具有系統的全部功能aaaaa,即驅動FBG傳感器工作aaaa,以及收集和處理FBGaaaa。傳感信號根據傳感規律獲得斜率的安全性aaaaa,並呈現和利用監測結果aaaaa。 在國內和國際研究中aaaaa,沒有強調斜坡監測aaaa。 FBG傳感系統在功能和性能方面有更高的要求aaa。這些要求包括滿足斜坡監測功能的遠程監控以及現代監控模式要求aaaaa。在傳感器容量aaaa,處理速度和監測精度方面aaaa,視覺相互作用以及斜坡系統的性能要求aaaa,具體參數將在第2章第2節中介紹aaaaa。傳統的FBG傳感系統難以滿足這些要求aaa,這極大地限制了FBG傳感技術在斜坡安全監測中的應用aaa。

在此背景下aaaa,本文從系統和工程的角度設計並實現了基於Linux的斜率監測FBG傳感系統aaaa。 FBG傳感系統結合傳感器容量aaaa,處理速度和監控精度的優化設計aaaa,利用Linux系統強大的功能支持aaaaa,結合嵌入式系統技術aaaaa,實現信號採集aaaa,處理和觸摸顯示aaaa,智能報警和網絡傳輸功能aaaaa。形成完整的傳感系統aaa,監控斜坡的安全性並滿足功能和性能要求aaa。 可以預見aaaa,基於Linux的斜坡監測FBG傳感系統將推動FBG傳感技術在邊坡監測中的應用aaaa,提高邊坡監測的效果aaaaa。這將控制斜坡的安全性aaaa,防止斜坡不穩定和損壞aaaa,並保護國家aaaaa。它符合人民的利益aaa,具有重大的現實意義aaa。

在斜坡監測領域aaa,應用FBG傳感技術已有一些先例aaaa。 基於FBG的應變傳遞理論和樑彎曲理論aaa,硃紅軍等aaa。設計了一臺基於FBG的原位測斜儀aaaaa,用於監測四川斜坡的坡位位移aaaa,並設計了FBG傳感監測程序aaaaa。它包括監測與斜坡安全有關的若干物理量aaaaa。該計劃用於長期監察香港的斜坡aaa。分析結果證明了FBG傳感技術在邊坡監測中的優越性[5]aaaa。 嚴華甫等分析了基於FBG的斜坡原位傾角測量技術aaa,提出了斜坡深部應變的計算方法aaa。使用該方法aaa,監測潘天高速公路的坡度一段時間aaaa。通過分析驗證了FBG原位測斜儀方法的有效性和實用性aaaa,提出了穩定性評價方法aaa。根據監測結果評估邊坡穩定性[6]aaa。 馬浩浩等aaa。採用FBG傳感技術監測光山高速公路邊坡aaaa,並採用傳統監測方法對結果進行分析aaaaa。 FBG傳感技術的結果證明FBG傳感技術具有高精度和低抗干擾性aaaa。 [7]aaa。郭永興設計了一種高陡邊坡整體監測方案aaaaa,設計了基於FBG傳感技術的落石衝擊監測方案aaaaa,深變形內力測量方案aaaaa,並在邊坡上應用了深位移測量傳感器和錨杆測力計aaaa。 [8]用於該項目aaaa。

可以看出aaaa,在基於FBG傳感技術的邊坡安全監測中aaaaa,開發了FBG在邊坡監測中的應用研究aaaa,特別是傳感器部署和傳感規律的相關內容是FBG傳感系統aaaaa。它用於斜坡監測aaaa,提供解決方案和理論參考aaaa。 除上述研究外aaa,傳感規律的分析還包括FBG的應變傳遞規律和監測對象aaaa,以確保FBG能夠準確地獲得監測對象的形狀變量aaaaa。 在FBG傳感領域aaaaa,對變量傳遞規律進行了一定的研究aaaaa。 F.安薩里等人aaaa。通過假設纖維應變和基質應變相同aaaa,得到了應力與纖維應變之間的關係[9]aaaa。 周志等aaaa。推導出FBG菌株在多層介質中的一般轉移公式aaa,得到了比F. Ansari等人的研究結果更爲一般的結論aaaa。 [10]aaaaa。 李東生等推導了嵌入式FBG傳感器監測結構應變與FBG傳感器測量應變之間的關係aaa,並分析和推導了多粘合層FBG的應變傳遞[11]aaa。 根據實際鬆土工程aaaaa,張丁丁建立了FBGaaaaa,膠結層aaa,包裝aaaa,鑽孔和密封材料aaa,以及鬆散層的應變傳遞計算模型[12]aaaaa。 這些FBG的應變傳遞分析和監測材料爲FBG的研究和邊坡監測的傳感規律提供了理論依據和參考aaa。

斜率監測FBG傳感系統開發:

系統硬件實物圖 系統硬件物理圖

光電模塊電路接口設計圖 光電模塊電路接口設計圖

訪問基於 Linux 嵌入式系統串口打印信息 訪問基於Linux嵌入式系統的串行打印信息

系統軟件運行圖 系統軟件操作圖

上位機軟件運行圖 主機軟件操作圖

 FBG 傳感監測設備外形圖(左)和內部核心模塊圖(右) FBG傳感器監控設備外形圖(左)和內部核心模塊圖(右)

實驗測試系統實物圖 實驗測試系統物理圖

 FBG 傳感監測系統(上)及上位機(下)(實驗測試版)的運行情況 FBG傳感器監測系統(上圖)和上位機(下圖)(實驗測試版)的操作

目 錄

摘要
摘要
1引言
1.1學科研究背景及意義
1.2國內外研究現狀
1.3本文的主要研究內容和創新 2 FBG傳感系統的總體設計
2.1 FBG傳感系統的功能和性能要求
2.2傳感器部署計劃和傳感法分析
2.3光伏系統的設計和優化
2.4本章摘要
3基於Linux的嵌入式系統的實現
3.1嵌入式系統的硬件實現
3.2操作系統和設備驅動程序的實現
3.3嵌入式系統的軟件實現
3.4本章概要
4 FBG傳感系統的實驗測試
4.1實驗系統設置和測試步驟
4.2實驗結果分析
4.3本章概要
5總結與展望
謝謝 參考
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