基于衛(wèi)星定位的一類(lèi)位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張春家，呂曉軍，劉思何，楊 波，賈新春

(1．中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 電子計(jì)算技術(shù)研究所，北京 100081;2．山西大學(xué) 數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院，山西 太原 030006)

0 引言

我國(guó)是一個(gè)疆域?qū)拸V，幅員遼闊的大國(guó)，其中山地、高原以及丘陵的面積占到了國(guó)土總面積的69%。復(fù)雜多變、山地眾多的地形條件決定了我國(guó)是一個(gè)滑坡災(zāi)害發(fā)生非常頻繁的國(guó)家，由滑坡造成的人員傷亡以及經(jīng)濟(jì)損失也非常嚴(yán)重［1］。此外，由人類(lèi)工程活動(dòng)導(dǎo)致的滑坡災(zāi)害事件也時(shí)有發(fā)生。近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人類(lèi)活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境的影響越來(lái)越大，由人為因素引發(fā)的滑坡事件也更加頻繁?；率侨祟?lèi)長(zhǎng)期面對(duì)的一種危害性極大的地質(zhì)災(zāi)害，它不僅嚴(yán)重威脅著人民群眾的生命安全，還會(huì)阻斷交通，毀壞建筑，給國(guó)家?guī)?lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失［2］。因此，為了盡量降低甚至避免滑坡災(zāi)害帶來(lái)的損失，對(duì)滑坡易發(fā)地區(qū)進(jìn)行監(jiān)測(cè)是非常必要的。文獻(xiàn)［3］設(shè)計(jì)了一組邊坡模型試驗(yàn)，通過(guò)分級(jí)加載的方法模擬了堆載滑坡的演化過(guò)程，結(jié)合滑體表面水平位移實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析了滑坡演化過(guò)程的空間變形破壞特征。以實(shí)測(cè)位移數(shù)據(jù)為依據(jù)反演出模型邊坡應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng)的演化過(guò)程，分析了邊坡變形機(jī)理和演化規(guī)律，為預(yù)防預(yù)測(cè)邊坡滑坡提供了理論依據(jù)。文獻(xiàn)［4］根據(jù)實(shí)際邊坡現(xiàn)場(chǎng)情況，基于分布式光纖傳感技術(shù)，設(shè)計(jì)一套監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，研究同一斷面不同錨桿的應(yīng)變分布規(guī)律。但是該方法需要安裝光纖，人員成本相對(duì)較高。如何提高滑坡監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)性和降低建設(shè)成本，成為部分研究者關(guān)注的重點(diǎn)。

滑坡體位移監(jiān)測(cè)法是一種跟蹤滑坡體移動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)方法?；麦w位移監(jiān)測(cè)可以采用激光測(cè)距技術(shù)、GPS技術(shù)、合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量法等多種方法實(shí)現(xiàn)。其中GPS技術(shù)最為成熟，應(yīng)用也最為廣泛。通過(guò)GPS衛(wèi)星定位技術(shù)，得到滑坡體上監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高精度三維坐標(biāo)，根據(jù)坐標(biāo)信息的變化情況能夠判斷出監(jiān)測(cè)點(diǎn)是否發(fā)生移動(dòng)。GPS技術(shù)測(cè)量精度高，受環(huán)境影響較小，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，是一種理想的滑坡體位移監(jiān)測(cè)手段［5］。文獻(xiàn)［6］將多個(gè)低精度GPS接收機(jī)組合成實(shí)時(shí)平均數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，與單個(gè)接收機(jī)相比，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性均顯著提高。但其衛(wèi)星數(shù)據(jù)來(lái)源僅僅依靠GPS，相對(duì)單一［7］。基于GPS/北斗的差分動(dòng)態(tài)定位算法實(shí)現(xiàn)了基于低成本設(shè)備的中等定位精度。但是該方法需要復(fù)雜的計(jì)算［8］分別考慮不同時(shí)段下數(shù)據(jù)，調(diào)查數(shù)據(jù)長(zhǎng)度對(duì)估計(jì)位移的影響。但是該方法需要采樣的時(shí)間較長(zhǎng)，實(shí)時(shí)性較差。

結(jié)合文獻(xiàn)［6］～文獻(xiàn)［8］的優(yōu)缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一類(lèi)位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可應(yīng)用于滑坡體位移監(jiān)測(cè)中?？紤]到滑坡易發(fā)地區(qū)通常位于地形、地貌復(fù)雜，條件惡劣，不方便構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)的偏遠(yuǎn)山區(qū)。若要對(duì)這些地區(qū)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，必須構(gòu)建一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)短距離通信、抗干擾性強(qiáng)的、安全穩(wěn)定的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)。因此，在設(shè)計(jì)位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)，采用無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)來(lái)對(duì)滑坡易發(fā)地區(qū)進(jìn)行監(jiān)測(cè)［9-10］。基于以上要求，采用基于ZigBee無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)作為建立無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的手段［11］。

在衛(wèi)星定位技術(shù)以及無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種基于多位移點(diǎn)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用來(lái)對(duì)滑坡災(zāi)害隱患點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。同時(shí)考慮了一種算法，用于提高系統(tǒng)單點(diǎn)的定位精度。當(dāng)滑坡發(fā)生時(shí)，傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)生移動(dòng)，該系統(tǒng)能夠及時(shí)監(jiān)測(cè)到節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)并向用戶(hù)發(fā)出警報(bào)。

圖1 位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)整體方案

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1．1 系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理

位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由終端節(jié)點(diǎn)，路由器以及上位機(jī)3個(gè)部分組成。如圖1所示。

終端節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)采集節(jié)點(diǎn)的位置信息，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)通訊的方式將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。路由器負(fù)責(zé)接收終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)發(fā)至協(xié)調(diào)器。路由器的存在極大地延長(zhǎng)了通訊距離，使得數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸成為現(xiàn)實(shí)。

協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)接收終端節(jié)點(diǎn)或者路由節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過(guò)串口傳輸給上位機(jī)。協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)還可以通過(guò)發(fā)送指令實(shí)現(xiàn)對(duì)終端節(jié)點(diǎn)的控制。上位機(jī)通過(guò)位移監(jiān)測(cè)軟件讀取數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得出終端節(jié)點(diǎn)所在位置的實(shí)時(shí)情況。

1．2 終端節(jié)點(diǎn)

終端節(jié)點(diǎn)用來(lái)完成對(duì)定位信息和其它相關(guān)信息的采集，每個(gè)終端節(jié)點(diǎn)分為3個(gè)部分。

(1)供電模塊:終端節(jié)點(diǎn)采用太陽(yáng)能電池供電，使得節(jié)點(diǎn)能夠長(zhǎng)時(shí)間工作［12-13］。

(2)數(shù)據(jù)采集模塊:節(jié)點(diǎn)與GPS天線(xiàn)相連，它接收天線(xiàn)獲取的衛(wèi)星信號(hào)，并通過(guò)濾波，信息融合等一系列的處理，得出節(jié)點(diǎn)所在位置的定位信息。

(3)無(wú)線(xiàn)通訊模塊:本系統(tǒng)采用的是基于Zigbee的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)［14］。

終端節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 終端節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖

1．3 位移監(jiān)測(cè)軟件功能需求

位移監(jiān)測(cè)軟件運(yùn)行于上位機(jī)上，是位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)最重要的組成部分，通過(guò)對(duì)位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)整體方案的介紹，可知位移監(jiān)測(cè)軟件的主要任務(wù)為:

(1)顯示協(xié)調(diào)器傳輸?shù)膫鞲衅鲾?shù)據(jù);

(2)完成對(duì)數(shù)據(jù)的解析，處理以及存儲(chǔ)，并能將這些數(shù)據(jù)以圖形、表格等形式展現(xiàn)出來(lái);

(3)設(shè)計(jì)合理的位移報(bào)警算法對(duì)節(jié)點(diǎn)采集的衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果判斷節(jié)點(diǎn)位置是否發(fā)生移動(dòng);

(4)通過(guò)協(xié)調(diào)器發(fā)送指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)終端節(jié)點(diǎn)的控制。

位移監(jiān)測(cè)軟件的系統(tǒng)架構(gòu)如圖3所示。

協(xié)調(diào)器接收到終端節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)之后，通過(guò)串口將數(shù)據(jù)傳輸給上位機(jī)。位移監(jiān)測(cè)軟件接收到數(shù)據(jù)之后，會(huì)根據(jù)通訊協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，從中提取出節(jié)點(diǎn)編號(hào)、節(jié)點(diǎn)時(shí)間、節(jié)點(diǎn)經(jīng)緯度、節(jié)點(diǎn)短地址、信息類(lèi)型、RSSI(Received Signal Strength Indicator)等多種信息，并將這些信息保存至MySql數(shù)據(jù)庫(kù)中。在軟件得到終端節(jié)點(diǎn)采集信息之后，會(huì)根據(jù)位移報(bào)警算法對(duì)這些信息進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果判斷節(jié)點(diǎn)位置是否發(fā)生移動(dòng)，并將這些信息以圖形、表格等多種形式表現(xiàn)出來(lái)。用戶(hù)可以通過(guò)用戶(hù)界面查看節(jié)點(diǎn)信息，也可以通過(guò)發(fā)送指令控制終端節(jié)點(diǎn)。

系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)框架如圖4所示。

圖3 系統(tǒng)架構(gòu)圖

圖4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架

1．4 用戶(hù)界面

1．4．1 初始設(shè)置

當(dāng)用戶(hù)打開(kāi)程序之后，應(yīng)該先正確完成系統(tǒng)的初始設(shè)置，只有在完成初始設(shè)置的前提下，才能開(kāi)始接下來(lái)的操作。否則，系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行。步驟如下。

(1)連接數(shù)據(jù)庫(kù)。打開(kāi)程序，會(huì)出現(xiàn)連接數(shù)據(jù)庫(kù)界面，用戶(hù)只有正確輸入服務(wù)器名、用戶(hù)名、密碼數(shù)據(jù)庫(kù)名以及表名之后，才能成功連接到數(shù)據(jù)庫(kù)。

(2)串口設(shè)置。打開(kāi)串口設(shè)置界面，首先選定可用的串口號(hào)，再根據(jù)系統(tǒng)要求選擇波特率、起始位、停止位、校驗(yàn)位，所有參數(shù)設(shè)置完畢之后點(diǎn)擊確定，這時(shí)打開(kāi)串口，初始設(shè)置完成。

初始設(shè)置完成之后，用戶(hù)便可以進(jìn)行接下來(lái)的操作。

1．4．2 軟件操作

軟件使用步驟如圖5所示。

圖5 軟件使用步驟示意圖

1．4．3 軟件功能

(1)數(shù)據(jù)解析。終端節(jié)點(diǎn)采集的原始數(shù)據(jù)必須依據(jù)通信協(xié)議進(jìn)行解析，之后才能得出節(jié)點(diǎn)的各種信息。打開(kāi)主界面上的視圖欄，點(diǎn)擊查看解析數(shù)據(jù)。

(2)數(shù)據(jù)展示?？梢酝ㄟ^(guò)圖形以及表格形式來(lái)展示數(shù)據(jù)。打開(kāi)主界面的視圖欄，點(diǎn)擊表格顯示可以打開(kāi)圖6所示的界面。通過(guò)該界面可以通過(guò)表格形式查看節(jié)點(diǎn)的各種信息。

(3)終端節(jié)點(diǎn)控制。打開(kāi)主界面上的菜單欄，點(diǎn)擊節(jié)點(diǎn)控制可以打開(kāi)終端節(jié)點(diǎn)控制界面。通過(guò)該界面上的按鈕可以控制節(jié)點(diǎn)的工作狀態(tài)，數(shù)據(jù)發(fā)送速率以及定位信息(北斗定位信息、GPS定位信息和GPS/北斗混合定位信息)。

(4)報(bào)警。上位機(jī)首先會(huì)根據(jù)終端節(jié)點(diǎn)是否發(fā)送數(shù)據(jù)來(lái)判斷節(jié)點(diǎn)是否失效，若發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)失效，則發(fā)出警報(bào)。如果節(jié)點(diǎn)能夠正常發(fā)送數(shù)據(jù)，則根據(jù)位移報(bào)警算法對(duì)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的經(jīng)緯度信息進(jìn)行分析，若分析結(jié)果顯示節(jié)點(diǎn)發(fā)生位移，則發(fā)出警報(bào)。

圖6 通過(guò)表格查看節(jié)點(diǎn)信息

2 位移報(bào)警算法

由于地球的公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)以及天氣狀況的影響，終端節(jié)點(diǎn)即使在未移動(dòng)時(shí)采集的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)也不是穩(wěn)定的。因此，不能因?yàn)楣?jié)點(diǎn)采集的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)發(fā)生了變化，就認(rèn)為節(jié)點(diǎn)發(fā)生了移動(dòng)。若要從經(jīng)緯度數(shù)據(jù)中得出終端節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)情況，必須先根據(jù)位移報(bào)警算法對(duì)經(jīng)緯度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后根據(jù)分析結(jié)果來(lái)判斷節(jié)點(diǎn)是否發(fā)生移動(dòng)。

2．1 經(jīng)緯度數(shù)據(jù)求距離

首先介紹一種求兩個(gè)經(jīng)緯度數(shù)據(jù)之間距離的運(yùn)算

Θ表示一種運(yùn)算，用來(lái)求兩個(gè)經(jīng)緯度有序?qū)崝?shù)對(duì)之間的距離。(lon1，lat1)與(lon2，lat2)都是二維向量，分別表示兩個(gè)不同的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，d表示距離。

Θ表示的運(yùn)算過(guò)程如下:

(1)把經(jīng)緯度數(shù)據(jù)(lon1，lat1)轉(zhuǎn)換成以地心為原點(diǎn)的空間直角坐標(biāo)(x1，y1，z1)，其中

同理，將經(jīng)緯度數(shù)據(jù)(lon2，lat2)轉(zhuǎn)換成以地心為原點(diǎn)的空間直角坐標(biāo)(x2，y2，z2)。R為地球半徑。

(2)求兩個(gè)空間直角坐標(biāo)的直線(xiàn)距離

(3)根據(jù)余弦定理求兩個(gè)空間直角坐標(biāo)與地心的連線(xiàn)所成的夾角

(4)計(jì)算兩個(gè)空間直角坐標(biāo)在地球表面的弧長(zhǎng)

綜上可得兩個(gè)經(jīng)緯度數(shù)據(jù)之間的距離。

2．2 基于滑動(dòng)平均濾波和一階前向差分的算法

針對(duì)上面算法存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種基于滑動(dòng)平均濾波和一階前向差分的位移報(bào)警算法。算法分為4個(gè)步驟:

(1)數(shù)據(jù)預(yù)處理。首先對(duì)節(jié)點(diǎn)采集的原始數(shù)據(jù)做M點(diǎn)滑動(dòng)平均濾波，減少一部分測(cè)量誤差。M點(diǎn)滑動(dòng)平均濾波的輸入輸出關(guān)系為

式中，(xk－n，yk－n)為原始數(shù)據(jù)，是一個(gè)二維向量;(珓xk，珓yk)為濾波后的數(shù)據(jù);取M=5。

(2)一階前向差分。

式中，(lonk+m，latk+m)是一個(gè)二維向量，lonk+m表示節(jié)點(diǎn)第k+m個(gè)數(shù)據(jù)的經(jīng)度，latk+m表示節(jié)點(diǎn)第k+m個(gè)數(shù)據(jù)的緯度;Δdk表示節(jié)點(diǎn)第k+m個(gè)數(shù)據(jù)與第k個(gè)數(shù)據(jù)之間的距離。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出了節(jié)點(diǎn)移動(dòng)對(duì)Δdk的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:當(dāng)節(jié)點(diǎn)未移動(dòng)時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖7所示?？梢钥闯?，當(dāng)節(jié)點(diǎn)未移動(dòng)時(shí)，Δdk比較穩(wěn)定，其中最大值小于0．7 m。節(jié)點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖8所示。

圖7 節(jié)點(diǎn)未移動(dòng)時(shí)的距離變化

圖8 節(jié)點(diǎn)移動(dòng)時(shí)Δdk的變化

圖8中實(shí)驗(yàn)中節(jié)點(diǎn)共移動(dòng)了40次?？梢钥闯?，當(dāng)節(jié)點(diǎn)發(fā)生移動(dòng)時(shí)，Δdk明顯增大。

(3)閾值設(shè)定。通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)來(lái)確定合理的閾值。

(4)判斷移動(dòng)。為了減小偶然誤差的影響，這里取m=5，即Δdk=(lonk+5，latk+5)Θ(lonk，latk)，k=1，2，…，當(dāng)Δdk連續(xù)3次大于閾值時(shí)，才判斷節(jié)點(diǎn)發(fā)生了移動(dòng)。

2．3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

如果節(jié)點(diǎn)發(fā)生了移動(dòng)，但上位機(jī)未報(bào)警，稱(chēng)為漏報(bào)。如果節(jié)點(diǎn)未移動(dòng)，上位機(jī)卻發(fā)生警報(bào)，則稱(chēng)為誤報(bào)。

定義上位機(jī)有報(bào)警信息記為事件A，無(wú)報(bào)警信息記為事件珔A;節(jié)點(diǎn)發(fā)生移動(dòng)記為事件B，節(jié)點(diǎn)未發(fā)生移動(dòng)的事件為珔B。

則有如下關(guān)系

定義N為節(jié)點(diǎn)移動(dòng)次數(shù)，P為節(jié)點(diǎn)移動(dòng)時(shí)發(fā)生漏報(bào)的次數(shù)，則漏報(bào)率

位移報(bào)警算法確定之后，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定最優(yōu)閾值。實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地中部署了6個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)編號(hào)設(shè)置為40，41，…，45。在實(shí)驗(yàn)中，對(duì)40，41，42和44號(hào)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行移動(dòng)，43和45號(hào)節(jié)點(diǎn)保持靜止。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖9、圖10所示。

由圖9可知，在節(jié)點(diǎn)未移動(dòng)的情況下，閾值越小，節(jié)點(diǎn)誤報(bào)次數(shù)越高。由圖10可知，當(dāng)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)距離相同時(shí)，閾值越小，平均漏報(bào)率越低;在閾值相同時(shí)，移動(dòng)距離越大，平均漏報(bào)率越低。為了同時(shí)降低節(jié)點(diǎn)的誤報(bào)次數(shù)以及相同移動(dòng)距離下的平均漏報(bào)率，考慮將閾值設(shè)為0．5 m。

當(dāng)閾值設(shè)定為0．5 m時(shí)，節(jié)點(diǎn)的平均漏報(bào)率以及誤報(bào)次數(shù)依然很高。為了更準(zhǔn)確地進(jìn)行位移警報(bào)，需要在同一地區(qū)內(nèi)部署多個(gè)節(jié)點(diǎn)。當(dāng)位于同一地區(qū)內(nèi)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)報(bào)警時(shí)，則認(rèn)為節(jié)點(diǎn)發(fā)生了移動(dòng)。為了驗(yàn)證該方法的可行性，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，將閾值設(shè)定為0．5 m，然后同時(shí)移動(dòng)4個(gè)節(jié)點(diǎn)，移動(dòng)100次。統(tǒng)計(jì)4個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)移動(dòng)時(shí)會(huì)有幾個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生警報(bào)，結(jié)果如表1所示。

表1 4個(gè)節(jié)點(diǎn)中報(bào)警節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)

注:準(zhǔn)確率是指2個(gè)及2個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)同時(shí)報(bào)警的概率。

雖然節(jié)點(diǎn)會(huì)發(fā)生誤報(bào)，但多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)誤報(bào)的概率是極小的。因此，可以認(rèn)為當(dāng)2個(gè)及2個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)生警報(bào)時(shí)，節(jié)點(diǎn)發(fā)生了移動(dòng)。由表1可知，在4個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)移動(dòng)0．5 m的情況下，2個(gè)及2個(gè)以上節(jié)點(diǎn)同時(shí)報(bào)警的概率達(dá)到了91%，而且隨著節(jié)點(diǎn)移動(dòng)距離增加，準(zhǔn)確率也隨之提高。

3 總結(jié)

本文闡述的位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由多個(gè)終端節(jié)點(diǎn)、一個(gè)路由器、以及一個(gè)與協(xié)調(diào)器相連的上位機(jī)組成。位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件運(yùn)行于上位機(jī)之上，是位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分。首先，詳細(xì)介紹了位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，然后設(shè)計(jì)了一種基于滑動(dòng)均值濾波和一階前向差分的位移報(bào)警算法來(lái)提高定位精度，最后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)對(duì)位移報(bào)警算法的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證。