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【摘要】在地下工程沉降观测中，双曲线法预测技术最受重视，是未来地下工程观测发展的大方向，蕴含着十分强大的发展空间。双曲线法预测技术的应用不仅实现了对地下工程沉降相关参数的管理和预测，还可以充分发挥观测设备的作用，使观测设备更加的高效和精准。随着远程操控技术的普及，相信在未来，我们可以更轻松自如的利用人工智能来实现对地下工程的远程观测和控制。
【关键词】双曲线法预测技术；地下工程沉降观测
本文以双曲线法预测系统为例来论述相关技术在地下工程沉降观测中的运用。双曲线法预测系统采用的是三星公司的ARM9处理器，该处理器的芯片是S3C2440，其构建于开源操作系统Linux上。该系统有一个嵌入式的Web接口，使得移动终端能通过Internet访问管理系统，以便对观测设备进行远程的监控。对于地下工程的沉降，该系统设有Zigbee模块和GPRS通信模块，以便把传感器上的各种信号传递给ARM9处理器，实现对地下工程沉降的监控。
一、双曲线法预测系统的构建
1.系统总体结构的设计
地下工程沉降观测由多种子部件组成，在这些子部件的支撑下，该系统才能与外部的互联网络进行通信，对内部的观测设备进行监控和管理。总体结构如图1所示。
2.系统通信模块的设计
系统的通信模块的可分为外部通信模块和内部通信模块。外部通信模块的核心要素是GPRS模块、互联网和终端设备，终端设备通过互联网访问主控制器的IP地址，以实现对观测设备的远程监控和管理[1]。内部通信模块的核心要素是观测设备的控制器和信号传输设备，为了环保、美化的需要，本文选取Zigbee作为无线传输设备，省去布线的麻烦。
3.系统软件设计
3.1嵌入式系统运行环境的裁剪移植
Linux操作系统的设计主要分两步进行，第一步是初始化控制系统，调用内核参数，对开发板进行U-boot移植，设置Linux系统的内核启动参数；第二部是移除Linux内核的不必要部分。
3.2Web服务器的设计
可供选择的Web服务器由：Goahead，mini-Httpd，Appweb，Boa，Apache，Thttpd，Shttpd等。Web服务器的核心处理器，能运行Web服务程序，支持TCP/IP协议，用户通过APP或浏览器就能访问Web服务器，通过相应的操作对家具设备进行远程控制。
3.3Main软件功能的设计
Main软件与烟感、温控、摄像头、红外传感器等智能控制端的相连，如果地下工程内部的烟雾、湿度超过了预先设定的值，Main软件就会发出信号，并在终端设备上反映出来；如果红外传感器监控到有非法分子的闯入，该软件会自行报警，或者根据用户通过终端设备下发的指令进行其他的处理[2]。设计如图2所示，部分源程序清单如图3所示。
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4.硬件结构设计
4.1系统的所有硬件结构
本文设计的地下工程沉降观测的硬件结构主要有：观测设备门禁传感器等外围设备、Zigbee调节器、GPRS模块、中央处理器S3C2440，电源模块、报警设备、LED显示设备、数据通信设备等，结构如图3所示。
4.2嵌入式处理器
某公司的ARM9处理器是本文设计的地下工程沉降观测的处理器（如图4所示），其核心芯片是S3C2440，除了ARM9处理器本身具备的外设模块外，其芯片也集成了JATG、通信、存储器等模块，使得系统变得更加稳定、可靠[3]。
4.3Zigbee模块
Zigbee模块是家庭网关中的网络协调器，常用型号是网峰牌CC2530，其终端处理模块是关于湿度、温度、烟雾、门禁感应器及红外线传感器，负责数据的无线传输和信号的无线通信，可以是通信的起点也可以是终点，并能根据内设的应用软件采取应急措施，以维护组网安全。
4.4GPRS通信模块
GPRS通信模块能对图像采集进行采集，并把图像转化为电信号发送给嵌入式系统，实现智能观测设备与网络的有效连接。设计选用GPRS通信模块的型号是M35，尺寸23.6mm×19.9mm×2.65mm，四频GSM/GPRS，具有尺寸小、工作温度范围宽、抗干扰性能强、功耗低的优势，并支持多个IP地址和Socket。GPRS通信模块能把处理后的信息发送给运动终端，确保用户能对以外情况进行及时处理，实现对观测设备的实时监控和管理。
结束语
本文设计的双曲线法预测系统由于采用了Zigbee无线通信模块，比传统的预测系统更加的节省材料，也更加简洁、环保；由于采用了GPRS互联网通信模块，比传统的预测系统更加贴近工程检测的需要，也更加的方便、快捷、智能，具有较高的应用价值。
参考文献
[1]刘俊飞，赵国堂.铁路路基沉降评估中预测模型的选择[J].铁道建筑，2010 （ 11）：64-68.
[2]王登浩.武广铁路客运专线沉降观测与预测技术[J].铁道科学与工程学报，2008，5（ 3）：60-64.
[3]胡振南.双曲线法在路基沉降预测中的应用研究[J].公路工程，2011，36（3）：145-148.