张亚玲，张宪君，姜文龙，聂海滨，王善辉，郭士明，周锡芳

（黄河勘测规划设计研究院有限公司，河南 郑州 450003）

0 引言

在近几年来，黄河调水调沙后河道堤坝出险问题都是根石走失问题，当根石被水淹没后，防汛人员将无法及时掌握根石的状态，更无法知道堤坝的情况，只有在水面以上的堤坝出现溃坝后，防汛人员才能发现险情，这种滞后现象存在较大的安全隐患，严重影响人民群众的生命健康和财产安全[1]。针对上述情况，本文设计了基于Labview的根石监测系统，将感知设备内置于根石中，通过电脑端采集根石状态数据，并对数据进行实时展示和存储，实现了对根石状态的长期自动化监测。

1 系统结构

本系统采用姿态传感器和位移传感器作为信号采集装置，将传感器内置到根石中，对根石状态进行感知并返回状态数据信息。系统软件通过串口与传感器进行通信，将采集到的信息传输到计算机中，并通过软件对采集参数和过程进行控制，对采集结果进行分析、存储和展示，根石监测系统结构如图1。本系统采用串口进行数据采集，数据传输遵守Modbus通信协议，采用平衡发送和差分接收的RS-485半双工工作方式，因此具有较强地抑制共模干扰[2]。

图1 根石监测系统结构图

2 采集终端

2.1 姿态传感器

姿态传感器是基于MEMS技术的高性能三维运动姿态测量系统，包含三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴电子罗盘等运动传感器[3-4]。为了简化设计并且提高稳定度，本系……