基于声发射的地质灾害数据采集系统的设计和实现

论文摘要

随着社会经济的发展和人类文明的进步，地质灾害给人类生存发展带来的影响越来越不可忽视。本文利用声发射技术采集山体、岩体内部岩石变化产生的声发射信号，分析岩石的变化状态，监视山体的变化状态，预测地质灾害发生。本文主要研究山体岩石的声发射信号采集系统，本文设计的系统是远程控制系统，由上位机系统和下位机系统构成，上位机是PC机，下位机是单片机，上位机与下位机分别通过串口与电台相连，由电台来实现上位机与下位机间的无线数据传输。上位机为操作控制界面，采用VC++编程，下位机为单片机控制系统，实现数据采集，信号处理，模数转换，数据上传等功能。本文首先介绍了声发射技术；然后给出了数据采集系统的系统框图，分析了系统的各个功能模块，包括模块的作用和设计要求；接着介绍了系统的软件设计，包括系统的上位机和下位机软件，给出了软件部分功能的实现程序代码；再接着给出了系统的一些实现方法，包括系统的通信格式和系统的工作流程，还给出了系统的一些界面操作，设置工作参数，运行系统。本文最后在实验室内进行了数据采集测试，完成了数据采集的各种操作，达到了数据采集的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 声发射技术概述
• 1.2.1 声发射的发展
• 1.2.2 声发射技术的应用
• 1.3 本文的研究内容和工作
• 1.4 本章小结
• 第二章 声发射数据采集系统的整体设计
• 2.1 声发射数据采集系统的整体框图
• 2.2 声发射数据采集系统的组成模块
• 2.2.1 电源模块
• 2.2.2 信号处理模块
• 2.2.3 无线传输模块
• 2.2.4 上位机控制模块
• 2.2.5 下位机控制模块
• 2.3 本章小结
• 第三章 声发射数据采集系统的硬件设计
• 3.1 系统结构
• 3.2 单片机选择
• 3.3 传感器选择
• 3.4 滤波芯片 MAX262
• 3.5 信号放大芯片 PGA308
• 3.6 本章小结
• 第四章 声发射数据采集系统的软件设计
• 4.1 系统软件设计结构组成
• 4.2 下位机软件实现
• 4.2.1 下位机串口通信的实现
• 4.2.2 程控滤波芯片 MAX262 的编程实现
• 4.2.3 系统温度及电池电压数据采集
• 4.3 上位机软件实现
• 4.3.1 上位机串口通信的实现
• 4.3.2 上位机数据库的操作实现
• 4.4 本章小结
• 第五章 声发射数据采集系统的实现方法
• 5.1 通信协议的设计
• 5.1.1 命令的格式
• 5.1.2 命令的种类及功能
• 5.1.3 系统的工作流程
• 5.2 系统的界面操作
• 5.2.1 系统的工作界面
• 5.2.2 路径设置
• 5.2.3 下位机滤波和放大的参数设置
• 5.2.4 通信参数设置
• 5.3 系统运行结果
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 未来工作展望
• 参考文献
• 附录 1：攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢
• 详细摘要