GPS和GPRS技术在滑坡监测中的应用

摘要：由于社会发展和环境变化，滑坡灾害发生十分频繁，传统的有线通信方式监测系统很难实现。为了减少滑坡灾害所带来的损失，采用高精度CPS模块和S3C2440芯片进行数据采集和处理，通过内嵌TCP／IP协议栈的SIM300GPRS模块以无线方式与Internet网络连接，将采集后的数据传送至上住机进行分析其是否可能发生滑坡泥石流危害，成功实现了监测系统对测量位置的远程实时监测，保证了嵌入式滑坡监测系统的可行性。
关键词：滑坡监测系统；ARM；GPS；GPRS

我国是一个地质灾害多发国家，近年来，工矿产业逐渐由城镇转向山区，山体结构遭到不同程度的损害，山体滑坡和泥石流等地质灾害频发，严重威胁着人们的生命和财产安全，并造成了重大的经济损失。
目前，滑坡监测技术主要有宏观地质观测法、简易测量法、大地精密测量法、全球定位系统(Clobal Positioning System，GPS)法、仪器仪表监测法和综合自动遥测法等。在上述技术中，采用最多的就是GPS技术，GPS技术己经广泛应用在精密工程测量和滑坡监测中。传统滑坡监测主要是应用传统的人工巡回测试、记录和处理。数据汇总后滑坡可能已经发生破坏，因此不可能及时准确地对滑坡状况进行预测。其最大弊病是难以及时甚至无法捕捉到滑坡临近失稳前的宝贵信息。此外，传统监测方法多采用有线方式连接，但滑坡监视的区域一般是灾害发生点，其地形险要、环境恶劣，给现场布线工作带来很大的难度并有一定的危险性。
针对这些问题，本文提出了以ARM9嵌入式处理器为核心，以数据采集技术、GPS全球定位技术、GPRS通信网络技术为一体的实时嵌入式滑坡监控系统，具有无人值守、24小时连续工作、低成本等优势，并且有效地减小了山体滑坡和泥石流等地质灾害所带来的严重危害，提高了预防能力。

1 滑坡监测系统原理
嵌入式滑坡监测系统主要由ARM9芯片S3C2440、M87GPS数据采集处理终端和GPRS数据传送终端组成，其系统结构框图如图1所示。本系统将GPS接收到的卫星信号传送至MCU，数据经MCU处理后由GPRS模块通过GPRS网络传送到特定IP地址的网络中，最后远程监测PC机通过访问Int-ernet接收数据。

1．1 嵌入式处理器S3C2440
S3C2440是一款基于ARM920T内核的32位R1SC嵌入式微处理器，主要应用在手持设备以及高性价比和低功耗产品中。S3C2440处理器主频400 MHz，最高可达533 MHz，拥有16 kB地址高速缓存，采用16位／32位RISC结构和ARM精简指令集，并能够支持WinCE、Linux等操作系统。
1．2 GPS模块
本系统选用HOLUX M87 GPS接收芯片，采用低耗电量MTK GPS所设计的超小型卫星接收模块，可实现GPS进行导航和定位的目的。M87对于导航应用提供高达-159 dBm的绝佳灵敏度与快速的第一次定位时间，可搜寻多达32个卫星频道，具有快速位置修正、在恶劣环境下持续工作的优点。由GPS模块输出的CMOS电平可以直接驱动S3C2440芯片，因此在系统集成时可直接将GPS模块的串口与S3C2440的串口相连，而不需要电平转换。