我国是地质灾害最为严重的国家之一，滑坡、崩塌、泥石流在汛期频繁发生，造成巨大的人员和经济损失。而对裂缝位移的监测是一种公认的地质灾害监测的手段，通过对地表裂缝位移变化的监测，可以提前探测滑坡等地质灾害的发生，达到预警的目的[1-2]。本文介绍了以线性位移传感器、STM32微控制器和无线传输等技术构成的一套具有实时数据采集和处理能力的远程裂缝位移监测仪器。

1 线性位移监测仪总体方案

　裂缝位移监测仪采用线性位移传感器感知裂缝的位移变化，把裂缝移动的实际位移量转换为电压信号，原始位移电压信号经滤波、放大等调理电路，送入A/D转换器，转换为数字信号，经STM32微控制器采集、处理后通过LCD显示，并将数据存储在本地U盘中。同时通过无线传输模块将数据发送到控制中心，以实现对裂缝位移的远程自动监测。本文设计的裂缝位移监测仪的总体方案如图1所示。

2 裂缝位移监测仪的硬件结构
2.1 位移传感器的选型及原理
　裂缝位移监测仪主要监测的对象是裂缝，其具有缓变性的特点，针对该特征选用如图2所示的KTC系列线性式位移传感器。当被测裂缝发生变化时，带动线性位移传感器拉杆产生位移，通过转换模块传递给滑动式电阻器，滑动式电阻器将位移物理量转变为电信号量，经电缆传输至裂缝位移监测仪主机，即可测出裂缝位移的变化。

2.2 传感器恒流源电路
　为了确保线性位移传感器的位移变化信号具有长距离传输的能力，在设计时，采用恒流源电路给线性位移传感器供电，恒流源电路如图3所示。恒流管采用DH906，通过调整电阻，将供电电流设定在0.3 mV，以确保传感器的输出电压信号在裂缝位移监测仪的A/D所需要的0~3.3 V的电压范围。

2.3 继电器驱动电路
　裂缝位移监测仪在设计上能同时监测8通道位移传感器的位移变化，故选用8个松下继电器TX2-5V作为多路开关。继电器驱动电路如图4所示，其中基极和发射极之间的10 kΩ电阻的作用是在没有正向偏置电压的情况下，保证基极的电压为零，以防止三极管受外部的干扰而误导通。光电耦合器TLP521-2是为了实现隔离，防止继电器的开、闭对系统造成干扰。

 2.4 信号调理电路设计
　信号调理电路由电压跟随器和一阶无源RC低通滤波电路组成，如图5所示。电压跟随器为整个监测仪系统提供高的输入阻抗，同时也起到电压隔离的作用。裂缝变化的位移信号为缓变的直流信号，因此，选用低通滤波电路滤除传感器位移信号中的高频干扰。为了确保监测仪系统在不连接传感器时的显示清零，在电路中将放电电阻设为100 kΩ。

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