滑坡装配式多参数智能预警

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滑坡装配式多参数智能预警我国地域幅员辽阔，其中山地，丘陵和崎岖的高原所占面积也相对广阔。而在这些地区发生泥石流和山体滑坡相对频繁。对附近城镇和道路破坏较大，同时对人们的生活场所，交通运输，水利水电工程造成严重破坏。更甚着对人民的生命和财产造成了巨大威胁。目前，我国山区城镇泥石流和山体滑坡问题十分突出，且所造成的危害也十分严重。因此，对于分析泥石流和山体滑坡的成因和危害已迫在眉睫。那么，为了预防或者尽量减少泥石流和山体滑坡对人民的财产和生命的危害，本文设计了一种滑坡装配式多参数智能预警仪。该设计分为主从机两部分，并采用STM32F103作为控制模块。

首先，可以利用串口屏对各个从机的地址和信道进行配置，方便后续的检修和信息交换。其次，在主机部分，利用雨量计测量雨量的大小，并利用串口屏自带的RTC实时监测是否到达雨季，在满足二者任意一个条件的时候，主机在利用LORA实现数据无线传输，唤醒从机，从机在利用MPU6050模块监测山体滑坡的情况，一旦达到设定值，从机便通过LORA给主机发送相应信息。主机一旦收到从机发来的有效信息，并利用语音播报模块播报并通过4G模块发送危险警告信息给村长或村支书，同时串口屏在相应从机部分显示红色，以达到视觉上的报警。

其次，当从机电量不足时，从机便通过LORA给主机发送对应信息，主机一旦收到从机发来的电量不足信息，串口屏便在对应从机位置出现黄色，以达到报警的目的。最后，主机可以把从机反馈回来的加速度值和拉力值上传云端，以达到实时监测的效果。

该系统能够实现各个模块的有效配合，并且利用LORA模块实现点对点的精确传输，而且可以实现一主多从，以达到多方位的实时检测的效果，同时传输距离较远。除此之外，本系统采用主机LORA处于唤醒模式，从机LORA处于省电模式，实现了低功耗工作。并且可以根据当前雨量的大小去实现不同的操作，同时考虑当下季节是否为多雨季节，判断依据充分，应答速度迅速，并利用4G模块定点发送危险信息和数据上传云端。其次，串口屏在相应从机部分显示红色，以达到视觉上报警。因此，充分达到了有效预测的功能，并且有较高的准确度。而且在实际测试和应用中工作稳定，具有智能化，安全化等优势。

关键词：嵌入式；LORA协议；4G信息传输；低功耗；边缘计算

目录

作品难点与创新

作品难点

本系统采用的是一主多从的模式。采用多个从机放置在不同地方进行全方位的监测，以便得到更加可靠的数据去判断是否会发生山体滑坡和泥石流。对于一主多从的这种模式，最主要的就是，防止数据发错的问题。由于在不同时候，主机会唤醒相应从机进行工作，这时候就需要点对点的发送[4]。当从机反馈回来所测信息数据时，主机也要精确的去判断是几号从机反馈回来的信息。其次，对于从机利用MPU6050所测数据的处理问题，要想精确判断就需要尽可能准确的数据支撑，所以，对MPU6050所测数据的处理也是一个重中之重的问题。最后，就是对4G模块的调试及数据上传云端。本次设计把数据上传至阿里云平台，由于数据需要采用JSON格式才能实现上传和下发，因此，前期走了不少弯路。

作品创新

首先，对从机的设置采用了大彩串口屏，使得操作更加简单且可视化，另外，该作品不管是主机或者从机都摆脱了传统的仅仅依靠单一数据去判断的弊端。在主机端它不仅参考当前雨量信息，同时利用串口屏自带的RTC时钟去监测当前是否处于雨季，再结合二者因素的同时之下，主机再去给从机发送不同的唤醒信号，从机便启动MPU6050去检测。其次，该系统总体实现了低功耗。在不需要从机工作时，从机便进入睡眠状态，只有主机发出工作信号时，从机才启动工作。再次，该系统采用的是一主多从的模式。主机并不是根据单一的从机反馈回来的数据去判断并发送危险信息，而是结合多个从机所反馈回来的信息去判断，同时，主机可以根据几号从机反馈回来的信息来判断具体哪个地方当前发生山体滑坡或者泥石流，以便更加准确和快速的实施救援和撤离。最后，该系统能实现对从机电量的实时监测，一旦从机电量不足，主机便会收到相应信息，串口屏便会在对应从机上出现黄色，以达到视觉上的报警。