1. 研究目的与意义
一、研究背景和意义：
假山是中国古典园林尤其是江南私家园林景观特色的集中体现，是苏州古典园林景观中重要的组成部分。然而，假山主体一旦遭到人为或不可控的外力破坏便会带来无法挽回的损失。作为古典园林文化的传承者，我们可以将无线传感网技术应用到假山的监测保护中去，实现了假山的实时远程数据监测、风险预警和异常分析、安全管理等。自2005年起，苏州园林等众多古典园林纷纷开展了关于园林的数字检测与监测项回建设工作。园林景观监测数据的有效性、高效性、实时性已成为园林保护重要研究方向。
表 1
| 苏州市启动古典园林监测工作内容举例 | ||
| 机构 | 工作内容 | 年份 |
| 苏州市园林和绿化管理局 | 世界遗产监测管理屮心成立 | 2005年 |
| 世界遗产（苏州古典园林）监测管理工作规则的制定 | 2008年 | |
| 世界遗产检测报告的编制 | 2009年 | |
| 世界遗产动态信息及预警系统的搭建 | 2012年 |
针对传统园林假山物质/结构安全性，目前常见的研究方法/技术有针对出现裂缝或结构不稳定的假山检测或者监测。其中，假山检测即为对假山某一时间点的物质/结构现状情况进行了解，假山监测即为对假山某一时间段的物质/结构变化情况进行了解。为应对传统园林假山安全问题，需要从物质角度对假山进行解读，探寻用最小限度的干预实现最大限度的保护修复的方式及方法[1]。
二、研究目的：
本设计的假山裂缝监测系统是基于无线传感网的理念，运用WSN（Wireless Sensor Network）相关技术，通过拉线位移传感器来监测假山已有裂缝。本系统的优势在于采取了数字化的拉线位移传感器，相较于传统方式下的人工监测，大大提高了对裂缝细微变化的监测能力。拉线位移传感器内部有一个用于绕线的轮毂，而轮毂与高精度的旋转编码器相连。在拉线位移传感器运动的过程中，拉线带动绕线轮毂转动，从而带动旋转编码器进行转动，而旋转编码器则能够将机械的转动转换为脉冲或者连续的电信号进行输出，通过对该信号的判断，即可识别拉线位移传感器运动的距离、速度、方向等特征[2]。通信模块采用了LoRa（Long Range Radio）技术，能够在低功耗的情况进行远距离数据传输，且单个LoRa网关可以连接数个LoRa节点，极大地提高了系统的拓展性，也易于维护。传感器节点只有在采集数据和传送数据时才会被唤醒，在其余时间都处于休眠状态，能耗低，运行成本低。
2. 研究内容与预期目标
一、主要研究内容
本系统的主要组成部分为：以STM32单片机为主要组成部分的核心控制器模块，以MPS拉线位移传感器为主的传感器模块，使用了SX1278型LoRa模块的通信模块和采用锂电池供电的电源模块。
1.查阅相关的文献资料，了解传感器的工作原理，比较各无线通信技术的优缺点并选取较为合适的方式；
3. 研究方法与步骤
一、拟采用的研究方法
起初应确立系统的整体设计方案，其中包括硬件部分和软件部分的设计。硬件部分由传感器模块、通信模块、主控制模块和电源模块组成，如图一所示
4. 参考文献
[1] 胡爱勇,张红喜,唐科学,罗敏.远距离裂缝测量技术在结构改造施工监测中的应用分析[J].中国建材科技.2019,05:10-11.
[2] 张宏建,孔燕,赵启林,范宇鑫,李金成.混凝土裂缝监测与检测技术发展动态综述[J].现代交通技术.2019,16(4):42-48.
[3] 程彬,闫艺元. 基于数字图像处理的表面裂缝宽度测量[J]，赤峰学院学报（自然科学版），2018（10）. 96-98.
5. 工作计划
| 5．本课题的具体进度安排（包括序号、起迄日期、工作内容） | |||||||||||||||||||||||||||
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