基于Mesh的物联网地质灾害监测系统设计与实现

论文摘要

我国地域广大,地形复杂,山地、丘陵、平原、高原等,不同地域地形的地质构造复杂,气候多样,这些自然因素是造成地质灾害多发频发的主要原因。每年发生的地质灾害给人民的生产生活和生命财产造成了巨大的损失,国家和社会非常重视地质灾害的防灾减灾工作。实践证明,对灾害易发区域进行有效监测,及时发现地质灾害发生的征兆,对减少地质灾害造成的损失有重要作用。传统监测系统在地质灾害发生时数据传输一度陷入瘫痪,本文在地质灾害监测系统设计与实现工作中,重点突出了地质灾害数据传输问题。基于Mesh网络的物联网技术以其布设简单、自组织、抗毁伤自愈能力强等特点一直受到广泛的关注,本地质灾害监测系统正是在这样的大背景下,设计并实现了一个基于Mesh物联网技术的地质灾害监测验证系统。本文将地质灾害监测系统划分为三个部分进行,即数据采集子系统、无线Mesh网络子系统、数据监测平台,并分别在硬件和软件方面进行了设计与实现。1.数据采集子系统。各个地质环境数据采集节点在STM32主控制器控制下,通过湿度、温度、倾角传感器采集数据,然后通过Lora无线模块发送到Mesh网络节点。2.无线Mesh网络。按照运行OpenWrt系统需要满足的内存和闪存等要求,对TL-WR841Nv8硬件平台更换内存、Flash芯片后,安装二层无线Mesh路由协议Batman-adv,并进行网络参数配置后,实现了节点上电自配置、自主发现最优可达路径和应用程序自启动功能,将采集节点的数据传输到地质灾害数据监测平台,整个地质灾害监测数据传输网络具有多跳、自组织和自愈合能力。3.数据监测平台。通过搭建的Web服务器,监测人员可以网页登录的方式,实现对监测区域内温度、湿度、地面倾角变化监测,具有实时情况的查看、历史数据查询、数据下载和阈值报警功能。最后对地质灾害监测系统的各部分及整个系统进行测试。测试结果表明地质灾害监测系统可以正常工作,数据采集子系统的温湿度、倾角数据可以实时得到采集,并通过无线Mesh网络实现数据及时准确完整的传输,数据监测平台可以按照系统设计要求完成对数据的实时显示、历史查看、阈值报警和下载功能。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景与意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 地质灾害监测研究现状
•     1.2.2 无线Mesh网络研究现状
•   1.3 主要研究内容
•   1.4 章节安排
• 第二章 系统规划
•   2.1 系统要求与结构
•   2.2 系统各部分设计
•   2.3 系统运行流程
•   2.4 本章小结
• 第三章 监测系统硬件设计
•   3.1 数据采集节点硬件设计
•     3.1.1 数据采集节点主控制器
•     3.1.2 温湿度传感器硬件
•     3.1.3 倾角传感器硬件
•     3.1.4 数据采集节点无线模块
•     3.1.5 电源降压稳压模块
•   3.2 无线Mesh节点硬件平台
•     3.2.1 TL-WR841Nv8 硬件平台
•     3.2.2 SDRAM芯片简介
•     3.2.3 SPI Flash芯片简介
•   3.3 数据监测平台
•   3.4 本章小结
• 第四章 监测系统软件设计
•   4.1 数据采集节点软件
•     4.1.1 温湿度传感器检测软件
•     4.1.2 倾角传感器检测软件
•     4.1.3 数据采集节点无线模块软件
•     4.1.4 数据采集节点主控制器软件
•   4.2 无线Mesh网络软件
•     4.2.1 TL-WR841Nv8 系统应用
•     4.2.2 无线Mesh网络路由协议
•     4.2.3 无线Mesh节点软件
•     4.2.4 无线Mesh网络组网
•   4.3 数据监测平台软件
•     4.3.1 数据监测平台Web技术
•     4.3.2 数据监测平台软件设计
•   4.4 本章小结
• 第五章 系统测试
•   5.1 数据采集节点测试
•   5.2 无线Mesh网络测试
•   5.3 全系统测试
•   5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
•   6.1 本文总结
•   6.2 未来工作展望
• 致谢
• 参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王家富

导师: 曹宗杰

关键词: 地质灾害监测

来源: 电子科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 地质学,电信技术,计算机软件及计算机应用

单位: 电子科技大学

分类号: P694;TP391.44;TN929.5

总页数: 86

文件大小: 4300K

下载量: 174