一种基于无线传感器网络的滑坡监测系统设计

由于监测信息的实时采集、传输和处理均与节点密不可分，所以着重介绍节点的软硬件设计。

2．2 硬件系统设计

2．2．1 无线收发单元

采用SRWF-501-50型微功率无线数传模块，该无线通信模块具有很强的抗干扰能力，全透明传输，体积小，传输距离远，低功耗及休眠功能。

2．2．2 MCU控制单元(AT89C52)

数据处理模块是传感器网络节点的核心部分，一方面接收来自传感器的测量数据，按要求对数据进行处理和计算等，交给通信模块发送；另一方面读取通信模块送入的数据信息，对硬件平台其他模块的操作进行控制。

2．2．3 数据采集模块

传感器采用倾角传感器和液位传感器，每个孔洞都会在最下端部署一个液位传感器，在不同深度部署数个倾角传感器，通过倾角传感器可以监测山体的运动状况，液位传感器采集地下水位深度的数据，图5给出无线传感器节点电路构成框图。

2．2．4 后台监控单元(嵌入式系统)

处理器模块的CPU采用三星公司的基于ARM7的S3C4480微控制器，在ARM中移植了μCOS-Ⅱ实时多任务操作系统，以进行实时多任务管理。对于共享同一种资源会存在资源竞争的问题，系统中采用了事件标志和信号量的方法来实现同步机制，使得原子操作不需要关掉所有的中断，从而不会造成系统的响应延迟。

2．3 软件模块设计
按照硬件电路设计思路，软件采用模块化结构程序设计方式。软件模块包括：系统初始化、数据发送模块、接收中断服务、突发中断采集、A／D采集模块、UART串口模块。系统初始化基本思路：上电后设置串口方式3，开启定时中断和外部中断，启动接收模块，进行通信检测，进入省电模式。这里简单给出主程序流程图(见图6)，中断流程图(见图7)，图7中中断为接收中断，中断1为突发中断。

2．4 数据处理与图形分析

通过实验对系统的误码率进行测试，在不同环境、不同距离的通信测试中，得出系统的信道误码率为10-2，传输距离在500～1 200 m时，平均误码率为10-5～10-6之间。对清泉路滑坡实际测试中，假设发送数据x帧时，接收到y帧，即发送11×x b，正确接收到11×y b，得到滑坡监测数据，如表1所示，并根据计算公式：

误码率=11×[(x-y)／x]

分析得出系统实际误码率，如图8所示。从图8中可看出，在数据较小时，误码率几乎为0，随着数据的增大，系统误码率维持在10-5～10-6之间，符合无线传感器网络的通信要求，证实了整个系统在滑坡监测中的有效性。

3 结 语

无线传感器网络被认为是影响人类未来生活的重要技术之一，这一新兴技术结合了现有的多种先进技术，为人们提供了一种全新的获取信息、处理信息的途径。基于无线传感器技术和地面监测点组网，基本建立了研究三峡库区特殊地段滑坡监测系统，通过使用证实了整个系统的可行性。对系统稍加修改便可以应用在水质污染、森林火灾等自然灾害监测中，还可以应用在室内防盗、智能交通、工业监控等领域。