GPS和GPRS技術(shù)在滑坡監測中的應用

摘要：由于社會(huì )發(fā)展和環(huán)境變化，滑坡災害發(fā)生十分頻繁，傳統的有線(xiàn)通信方式監測系統很難實(shí)現。為了減少滑坡災害所帶來(lái)的損失，采用高精度CPS模塊和S3C2440芯片進(jìn)行數據采集和處理，通過(guò)內嵌TCP／IP協(xié)議棧的SIM300GPRS模塊以無(wú)線(xiàn)方式與Internet網(wǎng)絡(luò )連接，將采集后的數據傳送至上住機進(jìn)行分析其是否可能發(fā)生滑坡泥石流危害，成功實(shí)現了監測系統對測量位置的遠程實(shí)時(shí)監測，保證了嵌入式滑坡監測系統的可行性。
關(guān)鍵詞：滑坡監測系統；ARM；GPS；GPRS

我國是一個(gè)地質(zhì)災害多發(fā)國家，近年來(lái)，工礦產(chǎn)業(yè)逐漸由城鎮轉向山區，山體結構遭到不同程度的損害，山體滑坡和泥石流等地質(zhì)災害頻發(fā)，嚴重威脅著(zhù)人們的生命和財產(chǎn)安全，并造成了重大的經(jīng)濟損失。
目前，滑坡監測技術(shù)主要有宏觀(guān)地質(zhì)觀(guān)測法、簡(jiǎn)易測量法、大地精密測量法、全球定位系統(Clobal Positioning System，GPS)法、儀器儀表監測法和綜合自動(dòng)遙測法等。在上述技術(shù)中，采用最多的就是GPS技術(shù)，GPS技術(shù)己經(jīng)廣泛應用在精密工程測量和滑坡監測中。傳統滑坡監測主要是應用傳統的人工巡回測試、記錄和處理。數據匯總后滑坡可能已經(jīng)發(fā)生破壞，因此不可能及時(shí)準確地對滑坡?tīng)顩r進(jìn)行預測。其最大弊病是難以及時(shí)甚至無(wú)法捕捉到滑坡臨近失穩前的寶貴信息。此外，傳統監測方法多采用有線(xiàn)方式連接，但滑坡監視的區域一般是災害發(fā)生點(diǎn)，其地形險要、環(huán)境惡劣，給現場(chǎng)布線(xiàn)工作帶來(lái)很大的難度并有一定的危險性。
針對這些問(wèn)題，本文提出了以ARM9嵌入式處理器為核心，以數據采集技術(shù)、GPS全球定位技術(shù)、GPRS通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)為一體的實(shí)時(shí)嵌入式滑坡監控系統，具有無(wú)人值守、24小時(shí)連續工作、低成本等優(yōu)勢，并且有效地減小了山體滑坡和泥石流等地質(zhì)災害所帶來(lái)的嚴重危害，提高了預防能力。

1 滑坡監測系統原理
嵌入式滑坡監測系統主要由ARM9芯片S3C2440、M87GPS數據采集處理終端和GPRS數據傳送終端組成，其系統結構框圖如圖1所示。本系統將GPS接收到的衛星信號傳送至MCU，數據經(jīng)MCU處理后由GPRS模塊通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )傳送到特定IP地址的網(wǎng)絡(luò )中，最后遠程監測PC機通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)Int-ernet接收數據。

1．1 嵌入式處理器S3C2440
S3C2440是一款基于A(yíng)RM920T內核的32位R1SC嵌入式微處理器，主要應用在手持設備以及高性?xún)r(jià)比和低功耗產(chǎn)品中。S3C2440處理器主頻400 MHz，最高可達533 MHz，擁有16 kB地址高速緩存，采用16位／32位RISC結構和ARM精簡(jiǎn)指令集，并能夠支持WinCE、Linux等操作系統。
1．2 GPS模塊
本系統選用HOLUX M87 GPS接收芯片，采用低耗電量MTK GPS所設計的超小型衛星接收模塊，可實(shí)現GPS進(jìn)行導航和定位的目的。M87對于導航應用提供高達-159 dBm的絕佳靈敏度與快速的第一次定位時(shí)間，可搜尋多達32個(gè)衛星頻道，具有快速位置修正、在惡劣環(huán)境下持續工作的優(yōu)點(diǎn)。由GPS模塊輸出的CMOS電平可以直接驅動(dòng)S3C2440芯片，因此在系統集成時(shí)可直接將GPS模塊的串口與S3C2440的串口相連，而不需要電平轉換。