摘 要：大壩沉降監(jiān)測(cè)是確保水利設(shè)施安全的關(guān)鍵技術(shù)手段。雖然傳統(tǒng)的大壩監(jiān)測(cè)方法能提供一定的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，但存在成本高、部署困難和監(jiān)測(cè)點(diǎn)有限等問(wèn)題，難以滿足現(xiàn)代大壩監(jiān)測(cè)的需求，本文提出了一種用于監(jiān)測(cè)高海拔地區(qū)大壩沉降的技術(shù)，該技術(shù)基于微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）傳感器陣列，利用MEMS傳感器陣列監(jiān)測(cè)沉降，并構(gòu)建三維形變矢量模型。通過(guò)結(jié)合MEMS傳感器陣列的扭轉(zhuǎn)角度和各節(jié)長(zhǎng)度，結(jié)合RS485通信協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)并通過(guò)Lora模塊結(jié)合網(wǎng)關(guān)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，以確定傳感陣列在形變后的空間位置和長(zhǎng)期遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。最后結(jié)合傳感器數(shù)據(jù)采用細(xì)分算法和歐拉角進(jìn)行反向推導(dǎo)，以擬合并重現(xiàn)地形表面的形態(tài)。

關(guān)鍵詞：MEMS傳感器；沉降監(jiān)測(cè)；RS485；變形重構(gòu)

中圖分類號(hào)：TP 212" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

隨著我國(guó)大壩建設(shè)規(guī)模擴(kuò)大和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，壩體結(jié)構(gòu)在外部載荷作用下產(chǎn)生形變，而當(dāng)這種形變累計(jì)到一定程度時(shí)會(huì)影響大壩運(yùn)行的安全。因此，大壩沉降形變監(jiān)測(cè)十分重要。目前，針對(duì)壩體沉降形變的監(jiān)測(cè)大多采用水管式沉降儀、滲壓計(jì)、靜力水準(zhǔn)儀、振弦式傳感器及光纖測(cè)斜儀[1]。

微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）傳感器具有體積小、成本低、易于智能化和數(shù)字化等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于橋梁、邊坡等國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)設(shè)施的安全健康監(jiān)測(cè)[2]。MEMS加速度計(jì)陣列可以用來(lái)追蹤和分析物體的空間結(jié)構(gòu)變化，陣列式位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（SAA）已被廣泛部署于監(jiān)測(cè)隧道開挖、大壩變形、滑坡等多個(gè)領(lǐng)域[3]。

本文基于MEMS傳感器陣列提出了一種采用LoRA模塊結(jié)合網(wǎng)關(guān)的大壩沉降形變監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸和監(jiān)測(cè)功能。

1 系統(tǒng)總體框架設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

大壩沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)利用MEMS傳感器陣列準(zhǔn)確地感知并收集數(shù)據(jù)，以建立三維重構(gòu)模型，進(jìn)而生成大壩沉降的三維重構(gòu)圖像。該監(jiān)測(cè)是通過(guò)在大壩被監(jiān)測(cè)區(qū)域上部署一系列以一字形排列的傳感器陣列來(lái)實(shí)現(xiàn)的。傳感器姿態(tài)示意圖如圖1所示，能夠直觀地反映地面發(fā)生的微小形變。

通過(guò)收集MEMS傳感器在不同姿態(tài)下的數(shù)據(jù)，結(jié)合傳感器節(jié)點(diǎn)的偏轉(zhuǎn)角度和各個(gè)支點(diǎn)之間的距離，可以確定傳感器變形后的姿態(tài)位置。具體設(shè)計(jì)過(guò)程如下：在傳感器布置方面，將MEMS傳感器陣列均勻布置在大壩被監(jiān)測(cè)區(qū)域表面，傳感器間距根據(jù)被監(jiān)測(cè)區(qū)域的具體尺寸和監(jiān)測(cè)精度要求來(lái)確定。為了確保安裝前的精度，需要對(duì)每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)，以消除零點(diǎn)漂移和傳感器靈敏度不一致等問(wèn)題。在數(shù)據(jù)傳輸與處理方面，通過(guò)RS485總線將各傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇K端設(shè)備。終端設(shè)備內(nèi)置LoRa模塊，通過(guò)LoRa網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至中心網(wǎng)關(guān)，中心網(wǎng)關(guān)匯聚各終端的數(shù)據(jù)，并通過(guò)蜂窩網(wǎng)絡(luò)上傳至云端服務(wù)器。在云端服務(wù)器上，先對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，濾除噪聲和異常值。結(jié)合每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的位置和偏轉(zhuǎn)角度，計(jì)算每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的空間坐標(biāo)變化。在三維建模與反演方面，使用細(xì)分算法對(duì)各傳感器節(jié)點(diǎn)的空間坐標(biāo)進(jìn)行擬合，生成連續(xù)的曲面模型，基于擬合的曲面模型，構(gòu)建大壩沉降部分的三維變形向量模型。隨后，將生成的三維變形向量模型導(dǎo)入Abaqus等有限元分析軟件，方便工程師后續(xù)進(jìn)行受力分析。通過(guò)三維反演，分析大壩承重墻的受力分布，識(shí)別受力集中的區(qū)域和潛在的薄弱點(diǎn)，并根據(jù)受力分析結(jié)果，提出相應(yīng)的加固措施，確保大壩的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與反饋過(guò)程方面，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大壩的變形數(shù)據(jù)，設(shè)置預(yù)警閾值，當(dāng)檢測(cè)到異常變形時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)送預(yù)警信息。在云端服務(wù)器上，構(gòu)建可視化平臺(tái)，實(shí)時(shí)展示大壩的三維變形情況，便于工程師遠(yuǎn)程監(jiān)控和決策。此外，由于MEMS傳感器屬于精密儀器且監(jiān)測(cè)環(huán)境惡劣，需要定期對(duì)傳感器陣列進(jìn)行維護(hù)和校準(zhǔn)，確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

本文系統(tǒng)地描述了MEMS傳感器在大壩沉降監(jiān)測(cè)中的設(shè)計(jì)，確保了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的高效性和可靠性，這不僅為大壩安全提供了有力的技術(shù)支持，也為今后類似工程提供了可行的參考方案。

系統(tǒng)的工作環(huán)境要求耐高溫高濕度的環(huán)境，連續(xù)工作時(shí)間不低于3個(gè)月。該監(jiān)測(cè)裝置的主體為RS485總線、電池模組、2套降壓模組。其中，控制艙用于控制系統(tǒng)的采集時(shí)間同步問(wèn)題。采集系統(tǒng)使用上位機(jī)尋址進(jìn)行控制，每個(gè)加速度傳感器模組上均有撥碼器，因此可以獨(dú)立發(fā)送數(shù)據(jù)。

1.2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)

與傳統(tǒng)的大壩監(jiān)測(cè)方法[4-5]相比，現(xiàn)代化沉降監(jiān)測(cè)面臨的主要挑戰(zhàn)是數(shù)據(jù)通信的限制，需要建立更可靠的通信鏈路解決上述問(wèn)題。

本文結(jié)合RS485總線技術(shù)、LoRa調(diào)制技術(shù)及網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了一個(gè)高效的大壩監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，旨在提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛿U(kuò)大覆蓋范圍。首先，RS485總線技術(shù)以其抗干擾能力強(qiáng)、通信距離遠(yuǎn)和組網(wǎng)靈活等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化和遠(yuǎn)程控制等領(lǐng)域，已被多項(xiàng)研究證實(shí)其在復(fù)雜環(huán)境下的數(shù)據(jù)傳輸可靠性。在大壩監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，各傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)RS485總線實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)采集和傳輸，RS485總線支持多點(diǎn)通信，確保在大規(guī)模監(jiān)測(cè)場(chǎng)景中，各節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)能及時(shí)、準(zhǔn)確地傳輸?shù)浇K端設(shè)備，滿足大壩監(jiān)測(cè)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸可靠性的高要求。其次，LoRa調(diào)制技術(shù)作為一種低功耗廣域網(wǎng)通信技術(shù)，以其傳輸距離遠(yuǎn)、功耗低、網(wǎng)絡(luò)容量大等特點(diǎn)，解決了傳統(tǒng)無(wú)線通信技術(shù)在大壩監(jiān)測(cè)中面臨的傳輸距離受限、功耗高等問(wèn)題。多項(xiàng)研究表明，LoRa技術(shù)在遠(yuǎn)距離和低功耗應(yīng)用中表現(xiàn)出色，顯著提升了系統(tǒng)的通信效率和覆蓋范圍。傳感器節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)先通過(guò)RS485總線傳輸?shù)浇K端設(shè)備，再由終端設(shè)備通過(guò)LoRa網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至中心網(wǎng)關(guān)。LoRa技術(shù)不僅有效解決了數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膯?wèn)題，而且還通過(guò)其低功耗特性，大幅延長(zhǎng)了傳感器節(jié)點(diǎn)和終端設(shè)備的電池壽命，減少了維護(hù)成本，提升了系統(tǒng)的可持續(xù)性和經(jīng)濟(jì)性。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的應(yīng)用進(jìn)一步提升了系統(tǒng)的可靠性和擴(kuò)展性。在這種結(jié)構(gòu)中，每個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域通過(guò)一個(gè)中心網(wǎng)關(guān)連接多個(gè)監(jiān)測(cè)終端，形成多點(diǎn)采集的網(wǎng)絡(luò)。終端設(shè)備之間的互相通信和數(shù)據(jù)多跳傳輸，確保了即使某些節(jié)點(diǎn)或鏈路發(fā)生故障，數(shù)據(jù)仍能通過(guò)其他路徑傳輸?shù)街行木W(wǎng)關(guān)，極大地增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。這種高可靠性設(shè)計(jì)確保了在各種惡劣環(huán)境下，數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和連續(xù)性，為大壩安全監(jiān)測(cè)提供了堅(jiān)實(shí)保障。

通過(guò)采用網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，本文構(gòu)建的大壩變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅在通信條件受限的區(qū)域內(nèi)提供了高效穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸能力，而且極大地提升了整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可靠性和靈活性。

1.3 多通道系統(tǒng)同步采集設(shè)計(jì)

在多通道傳感器陣列同步采集設(shè)計(jì)中，為了應(yīng)對(duì)傳感節(jié)點(diǎn)數(shù)量眾多和單塊采集板通信負(fù)荷過(guò)大的問(wèn)題，在設(shè)計(jì)中采用多條傳感陣列配合多個(gè)采集板進(jìn)行同步采集。由于每個(gè)采集板的物理性質(zhì)差異（例如內(nèi)部晶振、環(huán)境溫度、濕度等）可能導(dǎo)致時(shí)間漂移，因此即使多個(gè)采集板在同一時(shí)刻開始工作，也難以確保長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作后仍能保持同步采集。

為了解決這一問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種基于繼電器的采集控制板。該控制板通過(guò)繼電器對(duì)多個(gè)采集板進(jìn)行啟?？刂疲瑥亩ＷC了數(shù)據(jù)采集的同步性。具體設(shè)計(jì)包括在每個(gè)采集板上安裝高精度時(shí)鐘模塊，以減少時(shí)間漂移的影響，并在系統(tǒng)軟件中加入時(shí)間校正算法，以進(jìn)一步提高采集同步的精度。

通過(guò)采用這種多通道系統(tǒng)同步采集設(shè)計(jì)，能夠有效協(xié)調(diào)多個(gè)采集板的工作，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)同步采集，滿足大壩沉降監(jiān)測(cè)的高精度要求。圖2中，Δt為采集板向各個(gè)傳感器詢問(wèn)地址所要的時(shí)間，p為丟包率，丟包率為單位時(shí)間內(nèi)不完整數(shù)據(jù)的占比。由圖2中的曲線可知，隨著采集板問(wèn)詢時(shí)間間隔增加，采集板獲取的丟包率會(huì)先快速下降，后逐漸穩(wěn)定，因此選擇問(wèn)詢時(shí)間間隔在30ms、40ms為理想的問(wèn)詢時(shí)間間隔。

2 MEMS傳感陣列設(shè)計(jì)

MEMS傳感器陣列的硬件部分主要由六軸加速度模組、數(shù)據(jù)采集模組和降壓模組組成。其中，MEMS 6軸傳感器集成了高精度陀螺儀、加速度計(jì)和姿態(tài)分析功能，通過(guò)使用動(dòng)力學(xué)解算與卡爾曼動(dòng)態(tài)濾波算法，實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確地分析傳感器實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的功能。

如圖3所示，該電路設(shè)計(jì)了一個(gè)集成MEMS傳感器和雙降壓管理電路的系統(tǒng)，用于大壩監(jiān)測(cè)應(yīng)用。傳感器部分由MPU-6050六軸加速度模塊組成，并通過(guò)STC32G12K單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和傳輸。電路中的U2芯片（TPRT9193-33GB）用于提供3.3V穩(wěn)壓電源，確保傳感器模塊穩(wěn)定工作。各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)RS485總線連接，實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)通信。

傳感器節(jié)點(diǎn)的電路設(shè)計(jì)包括多個(gè)去耦電容100nF（例如C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12），用于濾除電源中的高頻噪聲，確保信號(hào)的穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)采集板通過(guò)集成的STC32G12K單片機(jī)將采集的傳感器數(shù)據(jù)通過(guò)RS485總線傳輸至上位機(jī)進(jìn)行處理。上位機(jī)通過(guò)不斷發(fā)送尋址指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。為了防止用戶出現(xiàn)電源接反等問(wèn)題，在MEMS傳感器旁添加了綠色發(fā)光二極管，當(dāng)傳感器工作正常時(shí)，發(fā)光二極管會(huì)正常工作，反之則會(huì)遏制電流通過(guò)。

為了確保系統(tǒng)電源的穩(wěn)定性和可靠性，該設(shè)計(jì)采用了2套獨(dú)立的降壓管理電路。第一套電路基于TPRT9193-33GB，主要為傳感器模塊提供3.3V電源。第二套電路使用AMS1117-3.3穩(wěn)壓芯片，將輸入電壓降至3.3V，主要為其他輔助電路和數(shù)據(jù)采集單元供電。

雙降壓電路的設(shè)計(jì)提供了冗余機(jī)制，當(dāng)其中一套電路失效時(shí)，另一套電路能夠繼續(xù)穩(wěn)定供電，從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力。通過(guò)這種雙降壓冗余設(shè)計(jì)和穩(wěn)定的電源管理，整個(gè)大壩監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠在復(fù)雜的環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行，確保傳感器數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確采集和傳輸，滿足大壩沉降監(jiān)測(cè)的需求。

3 基于傳感陣列數(shù)據(jù)三維重構(gòu)模型

通過(guò)采集MEMS傳感器的各個(gè)姿態(tài)信息，獲取傳感器各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的扭轉(zhuǎn)角來(lái)確定節(jié)點(diǎn)上各個(gè)傳感器的空間位置，并使用細(xì)分算法來(lái)擬合空間曲面的狀態(tài)，從而三維重構(gòu)出地形變形矢量模型，對(duì)三維被監(jiān)測(cè)平面情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)真實(shí)的顯現(xiàn)，傳感器之間的節(jié)點(diǎn)變形可以近似為圓弧。通過(guò)結(jié)合每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的位置即由傳感器的初始位置和變形之后的姿態(tài)角度決定，如公式（1）所示。

（1）

式中：θi為第i個(gè)傳感器繞Y軸旋轉(zhuǎn)的角度；xi和yi分別為傳感器在X軸和Y軸上的坐標(biāo)。

其中，第i段圓弧的半徑為ri。當(dāng)傳感器節(jié)點(diǎn)之間圓心角角度不為0°時(shí)，圓心Ci在以Pi為原點(diǎn)的坐標(biāo)表示為[0.0.ri]T，則有Pi+1在以Pi為原點(diǎn)的坐標(biāo)系中的坐標(biāo)如公式（2）所示。

Pi+1=[risin（ai），0，ri-ricos（ai）]T （2）

式中：Pi為第i個(gè)傳感器的位置坐標(biāo)；ri為第i段圓弧的半徑；ai為第i段圓弧的圓心角。

通過(guò)上述公式可以計(jì)算每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)在三維空間中的位置。

在獲取了各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的空間位置后，通過(guò)插值算法來(lái)計(jì)算監(jiān)測(cè)區(qū)的地形變化。這些區(qū)域被4組互相平行、排成1行的傳感器陣列分成不同的區(qū)塊。在該區(qū)域內(nèi)，4組相互平行且排成1列的傳感器陣列將其劃分為若干不同的段落，每一段的界限由2組傳感器陣列確定。利用這些陣列以及對(duì)區(qū)域內(nèi)其他點(diǎn)的插值計(jì)算。如圖4所示，通過(guò)算法處理，相鄰的傳感器陣列能夠重構(gòu)出每個(gè)正方形區(qū)塊的地形變化量。采用這種方法，可以對(duì)余下的區(qū)域進(jìn)行相似的計(jì)算處理。并且通過(guò)細(xì)分算法處理后，生成一個(gè)連續(xù)的曲面模型，進(jìn)而構(gòu)建大壩沉降部分的三維變形向量模型。

在三維變形向量模型中，傳感器節(jié)點(diǎn)的姿態(tài)變化數(shù)值是通過(guò)將當(dāng)前測(cè)量的姿態(tài)角度與初始位置的姿態(tài)角度進(jìn)行比較得出的。具體來(lái)說(shuō)，通過(guò)計(jì)算傳感器在X、Y和Z軸上的偏轉(zhuǎn)角度，結(jié)合細(xì)分算法對(duì)空間內(nèi)其他區(qū)域進(jìn)行插值處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)地形變化的三維重建。

具體操作如下：通過(guò)確定網(wǎng)格、添加新點(diǎn)、連接新點(diǎn)等步驟，從而獲取經(jīng)過(guò)細(xì)分的正方形網(wǎng)格。其中，h為平面的形變量，通過(guò)判斷h的正負(fù)值來(lái)判斷被測(cè)物體平面沉降和抬升，其中hgt;0表示被測(cè)平面發(fā)生隆起，hlt;0表示被測(cè)平面發(fā)生沉降，其中大壩沉降監(jiān)測(cè)區(qū)域的表面形變量如公式（3）所示。

（3）

式中：h為被測(cè)區(qū)域的形變量；i為x坐標(biāo)軸傳感器編號(hào)；j為y坐標(biāo)軸傳感器編號(hào)；h（0，0）為坐標(biāo)軸原點(diǎn)。

4 試驗(yàn)與討論

4.1 傳感陣列性能測(cè)試試驗(yàn)

MEMS傳感陣列監(jiān)測(cè)分辨率測(cè)試過(guò)程如下：首先，將傳感陣列平鋪在地面上，加速度傳感器面朝上，通過(guò)夾具和平臺(tái)固定各個(gè)節(jié)點(diǎn)，調(diào)整傳感器的姿態(tài)角。為了模擬不同的沉降形態(tài)，將4條傳感器陣列分別構(gòu)造成不同的形狀。每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)RS485總線將采集的角加速度數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇K端設(shè)備。終端設(shè)備內(nèi)置了LoRa通信模塊，這些模塊負(fù)責(zé)通過(guò)LoRa網(wǎng)絡(luò)將收集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)作為數(shù)據(jù)匯聚點(diǎn)，接收并整合來(lái)自多個(gè)終端設(shè)備的數(shù)據(jù)，并通過(guò)蜂窩網(wǎng)絡(luò)將這些數(shù)據(jù)上傳到云端服務(wù)器。在云端服務(wù)器中，采集的角加速度會(huì)被進(jìn)一步處理和保存。研究人員可以遠(yuǎn)程訪問(wèn)這些數(shù)據(jù)，并使用MATLAB軟件進(jìn)行詳細(xì)分析。通過(guò)MATLAB重構(gòu)被監(jiān)測(cè)區(qū)域的三維形狀，并將結(jié)果顯示在屏幕上，同時(shí)保存圖像。

4.2 沉降模擬監(jiān)測(cè)試驗(yàn)

為了模擬大壩沉降的真實(shí)環(huán)境，在實(shí)驗(yàn)室中搭建了3m×3m的混凝土平面，并在平面上布設(shè)了4條MEMS傳感器陣列，使其緊貼混凝土表面，用于監(jiān)測(cè)混凝土表面的地形變化，地形三維重構(gòu)圖如圖5所示。整體地形變形變量較小。

5 結(jié)語(yǔ)

本文主要設(shè)計(jì)了基于MEMS加速度傳感器陣列的大壩沉降監(jiān)測(cè)技術(shù)和裝置，提出了一種使用撥碼器形式區(qū)分傳感器ID編號(hào)并可以實(shí)現(xiàn)同步多個(gè)傳感器數(shù)據(jù)采集技術(shù)的方法，通過(guò)LoRA無(wú)線傳輸模組將RS485總線傳輸數(shù)據(jù)上傳到網(wǎng)關(guān)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行插值計(jì)算和變形重構(gòu)，獲得大壩的矢量沉降模型，與傳統(tǒng)的傳感器監(jiān)測(cè)技術(shù)相比，該方法可以實(shí)現(xiàn)大壩的長(zhǎng)期沉降監(jiān)測(cè)分析以及高精度測(cè)量，并且能夠獲取大壩的三維沉降圖層。在試驗(yàn)理想環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試，驗(yàn)證該方案能夠?qū)崿F(xiàn)地形監(jiān)測(cè)的任務(wù)。下一步將研究如何提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，爭(zhēng)取在大壩沉降監(jiān)測(cè)中開展并投入實(shí)際的使用環(huán)境中。

參考文獻(xiàn)

[1]毛良明，施海瑩.新型步進(jìn)電機(jī)式大壩變形自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器[J].傳感器與微系統(tǒng)，2006（4）：55-57.

[2]李文龍.MEMS傳感器應(yīng)用于邊坡監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[J].地下水，2023，45（6）：159-160，181.

[3]徐建強(qiáng)，楊建國(guó)，閻宗嶺等.公路邊坡危巖智能安全監(jiān)測(cè)及現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)害報(bào)警技術(shù)[J].土工基礎(chǔ)，2017，31（2）：240-243.

[4]陳娟，徐蒙，周怡，等. 大壩廊道無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)布局優(yōu)化 [J].傳感器與微系統(tǒng)， 2019， 38 （9）： 53-56，59.

[5]喬靜，褚金奎，繆新穎，等. 用于大壩安全監(jiān)測(cè)的長(zhǎng)距離WSNs節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)[J].傳感器與微系統(tǒng)， 2012， 31（5）：104-106，114.