针对目前使用的地质灾害监测系统普遍采用的基于2G/3G/4G及其他无线技术的单点独立通信方式所存在的功耗高、信号盲区大、费用高昂等问题,该文设计一种基于远距离无线电(long range radio,LoRa)的面向山区地质灾害监测的数传节点。系统...针对目前使用的地质灾害监测系统普遍采用的基于2G/3G/4G及其他无线技术的单点独立通信方式所存在的功耗高、信号盲区大、费用高昂等问题,该文设计一种基于远距离无线电(long range radio,LoRa)的面向山区地质灾害监测的数传节点。系统基于STM32嵌入式控制器和SX1278无线通信模块,采用星型拓扑进行组网设计,实现远距离、高稳定性的传输链路,以解决山区地质灾害监测中的区域覆盖问题。通过在四川省某泥石流监测预警站的应用测试,结果表明:LoRa数传系统在泥石流监测区域的山地密林环境下信号覆盖范围良好(满足监测预警站800 m范围内的信号覆盖,丢包率低于5%),节点功耗低(电压3.6 V,平均静态工作电流0.39 mA,连续发射电流138.29 mA),能够有效解决复杂山区地质灾害监测数据的传输问题。展开更多
浅水域测流可以促进防洪灌溉等水利工程的发展。宽带多普勒剖面流速仪(acoustic Doppler current profiler,ADCP)可以精确监测水域的流层流速信息。应用于浅水域测流的宽带ADCP在较窄流层内不容易达到较好的速度精度,同时窄流层内容易...浅水域测流可以促进防洪灌溉等水利工程的发展。宽带多普勒剖面流速仪(acoustic Doppler current profiler,ADCP)可以精确监测水域的流层流速信息。应用于浅水域测流的宽带ADCP在较窄流层内不容易达到较好的速度精度,同时窄流层内容易受到局部湍流干扰。针对上述问题,本文提出了基于η准则的解算结果最优值检索方式,优化了局部相关性评估方法,完成了基于片上系统(system on chip,SoC)的ADCP系统的设计;用声束-流速夹角产生的径向流速进一步验证了算法的效果;并完成了室外航船实验。在较窄的径向层厚(6.3 cm)、伴有湍流干扰时,应用提出的方法后可以将速度精密度提高37%,准确度提高77%,低信噪比时能分别提高66%和72%;根据测速值计算的角度与设定角度的误差为3.06°,应用提出的方法处理后误差降为2.60°;根据测量速度的误差关系求得的角度误差可达0.6°;平静湖泊航船实验中,系统解算标准差最小仅1 mm/s,层间流速误差仅为1 mm/s,接近理论流速分布。展开更多
文摘浅水域测流可以促进防洪灌溉等水利工程的发展。宽带多普勒剖面流速仪(acoustic Doppler current profiler,ADCP)可以精确监测水域的流层流速信息。应用于浅水域测流的宽带ADCP在较窄流层内不容易达到较好的速度精度,同时窄流层内容易受到局部湍流干扰。针对上述问题,本文提出了基于η准则的解算结果最优值检索方式,优化了局部相关性评估方法,完成了基于片上系统(system on chip,SoC)的ADCP系统的设计;用声束-流速夹角产生的径向流速进一步验证了算法的效果;并完成了室外航船实验。在较窄的径向层厚(6.3 cm)、伴有湍流干扰时,应用提出的方法后可以将速度精密度提高37%,准确度提高77%,低信噪比时能分别提高66%和72%;根据测速值计算的角度与设定角度的误差为3.06°,应用提出的方法处理后误差降为2.60°;根据测量速度的误差关系求得的角度误差可达0.6°;平静湖泊航船实验中,系统解算标准差最小仅1 mm/s,层间流速误差仅为1 mm/s,接近理论流速分布。
