堤壩滲漏的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)報(bào)警廣播系統(tǒng)的研究

沈陽郅源計(jì)算機(jī)科技發(fā)展有限公司 張振富，張家榕

一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)由多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)和一個(gè)中央服務(wù)器組成，它包括電源、數(shù)據(jù)采集、主控器、中央服務(wù)器、通訊部分、手機(jī)電子地圖APP。每個(gè)主控器連接相鄰的兩個(gè)監(jiān)控點(diǎn)（距離視壩體材料、拾音器靈敏度而定），在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)覆蓋區(qū)域，中央服務(wù)器和主控器通過互聯(lián)網(wǎng)連接（如圖1）。在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)盲區(qū)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2。系統(tǒng)也可在有線互聯(lián)網(wǎng)下設(shè)計(jì)。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

二、中央控制服務(wù)器

可選擇當(dāng)下主流服務(wù)器，安裝win7加IIS7或以上版本的操作系統(tǒng)或win server 2008應(yīng)用軟件，其結(jié)構(gòu)圖如圖3。用C、SQL SERVER、JS、PHP、Java 等語言編寫。軟件流程圖如圖4。每當(dāng)收到主控器報(bào)警信息時(shí)，接收相鄰兩個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的采集信號(hào)，進(jìn)行相關(guān)（傅里葉變換）運(yùn)算，進(jìn)而得到滲漏點(diǎn)的位置。一旦確定壩體有滲漏發(fā)生，需要啟動(dòng)相應(yīng)預(yù)案，利用互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)即手機(jī)APP，通知相關(guān)部門及人員。在手機(jī)APP中有滲漏發(fā)生地的電子地圖，災(zāi)情通告，及應(yīng)采取的預(yù)案。

圖3 中央控制服務(wù)器

圖4 中央服務(wù)器軟件流程圖

三、主控器

S 5pv210作為一種嵌入式微處理器配合其它幾個(gè)模塊可擔(dān)當(dāng)此任，控制器結(jié)構(gòu)圖如圖5，其任務(wù)就是負(fù)責(zé)對(duì)上與中央控制服務(wù)器通訊，查詢接收兩個(gè)數(shù)據(jù)采集控制器的數(shù)據(jù)，對(duì)兩路信號(hào)數(shù)據(jù)濾波(濾掉正常情況下的信號(hào)數(shù)據(jù))并加以相關(guān)運(yùn)算，如運(yùn)算結(jié)果是相關(guān)，得到兩路信號(hào)的時(shí)間差△t，為提高計(jì)算精度，將兩路信號(hào)數(shù)據(jù)上傳。軟件流程圖如圖6。

圖 5 主控器

圖6 主控器軟件流程圖

距離一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的距離s1=(s+v△t)/2(s:兩監(jiān)測(cè)點(diǎn)距離；v:聲音在此距離間壩體材料內(nèi)的傳播速度，需要標(biāo)定)。

四、數(shù)據(jù)采集控制器

傳感器的選擇至關(guān)重要，高性能拾音器，帶防水外殼，能測(cè)出拾音器處的超細(xì)微振動(dòng)，系高敏感元件。經(jīng)電荷放大器、濾波器、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器通過cpu(STC 89s58)的控制定時(shí)采集。控制器結(jié)構(gòu)圖如圖7，軟件流程圖如圖8.

圖7 數(shù)據(jù)采集器結(jié)構(gòu)圖

圖8 數(shù)據(jù)采集器軟件流程圖

五、結(jié)束語

相信隨著此系統(tǒng)的應(yīng)用及其監(jiān)測(cè)方法在其它行業(yè)的應(yīng)用，堤防滲漏所來的危害將越來越少，所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益劇增，人們的生活環(huán)境更加安全，安全意識(shí)顯著增強(qiáng)，技術(shù)也會(huì)更加進(jìn)一步完善，必將為國家安全及人們的生命財(cái)產(chǎn)安全作出更大的貢獻(xiàn)。