一種泥石流安全監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種泥石流安全監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，該裝置包括采發(fā)模塊、接收模塊、遠(yuǎn)程預(yù)警模塊、上位機(jī)分析模塊、現(xiàn)場(chǎng)傳感模塊，其特征在于：所述采發(fā)模塊采集現(xiàn)場(chǎng)傳感模塊的信息；所述接收模塊通過網(wǎng)絡(luò)接收所述采發(fā)模塊采集的所述信息；所述上位機(jī)分析模塊對(duì)所述接收模塊接收的所述信息進(jìn)行分析；所述遠(yuǎn)程預(yù)警模塊發(fā)出預(yù)警。實(shí)現(xiàn)了集降雨、土體含水率、土體傾斜、現(xiàn)場(chǎng)及遠(yuǎn)程預(yù)警監(jiān)測(cè)為一體，可長(zhǎng)時(shí)間處于野外自主工作，無需人工干預(yù)的監(jiān)測(cè)預(yù)警目的，減少了技術(shù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，結(jié)果簡(jiǎn)單、原理清晰。
【專利說明】—種泥石流安全監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及安全監(jiān)測(cè)及預(yù)警領(lǐng)域，特別是涉及一種泥石流及類泥石流的坡體安全監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]泥石流一般處于山體或坡體的中上部，一般無人居住，處于人類活動(dòng)范圍的上部，無外部供電，且泥石流多發(fā)生于強(qiáng)降雨時(shí)段，強(qiáng)降雨發(fā)生時(shí)，常規(guī)的視頻監(jiān)測(cè)及人工監(jiān)測(cè)都無法正常進(jìn)行。另外常規(guī)的監(jiān)測(cè)方法主要針對(duì)災(zāi)害體的表面淺層(位移、水量等)，對(duì)于災(zāi)害體內(nèi)部變形無法展開，增加了災(zāi)害發(fā)生的不可預(yù)知性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種泥石流安全監(jiān)測(cè)的現(xiàn)場(chǎng)傳感裝置。
[0004]所述現(xiàn)場(chǎng)傳感裝置包括傳感裝置和雨量計(jì)；
[0005]所述傳感裝置包含位于頂部的保護(hù)罩、所述保護(hù)罩下部的測(cè)量管、安裝于所述測(cè)量管上部的擋土板及安裝于所述測(cè)量管下部的錨固裝置；所述雨量計(jì)通過所述保護(hù)罩安裝于所述傳感裝置的上部；
[0006]所述保護(hù)罩具有的電路接口包括電池接口、現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警驅(qū)動(dòng)接口、無線網(wǎng)絡(luò)天線接口 ；所述保護(hù)罩與其下部的所述測(cè)量管連接導(dǎo)通，利用上述接口將所述測(cè)量管內(nèi)的傳感器數(shù)據(jù)線連接到采發(fā)模塊；
[0007]所述測(cè)量管包括傾斜傳感器及土體含水率傳感器，所述測(cè)量管管身具有有滲流孔。
[0008]進(jìn)一步地,所述雨量計(jì)為虹吸式雨量計(jì)、稱重式雨量計(jì)、或翻斗式雨量計(jì)。
[0009]進(jìn)一步地，所述擋土板可做成L形或T形。
[0010]進(jìn)一步地，所述無線網(wǎng)絡(luò)可以是本地自建網(wǎng)絡(luò)或遠(yuǎn)程無線網(wǎng)絡(luò)。
[0011]進(jìn)一步地，所述本地自建網(wǎng)絡(luò)是射頻、Wif1、或Zigbee,所述遠(yuǎn)程無線網(wǎng)絡(luò)是GSM、GPRS或北斗衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。
[0012]本發(fā)明還提供了一種泥石流安全監(jiān)測(cè)的遠(yuǎn)程預(yù)警裝置，該裝置包括上述的現(xiàn)場(chǎng)傳感裝置、采發(fā)模塊、接收模塊、遠(yuǎn)程預(yù)警模塊、上位機(jī)分析模塊，其特征在于:所述采發(fā)模塊采集現(xiàn)場(chǎng)傳感裝置的信息；所述接收模塊通過網(wǎng)絡(luò)接收所述采發(fā)模塊采集的所述信息；所述上位機(jī)分析模塊對(duì)所述接收模塊接收的所述信息進(jìn)行分析；所述遠(yuǎn)程預(yù)警模塊發(fā)出預(yù)
目O
[0013]本發(fā)明還提供了一種泥石流安全監(jiān)測(cè)的現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警裝置，該裝置包括上述的現(xiàn)場(chǎng)傳感裝置、采發(fā)模塊、現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警模塊，其特征在于:所述采發(fā)模塊采集現(xiàn)場(chǎng)傳感裝置的信息；所述現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警模塊根據(jù)所述信息發(fā)出預(yù)警。
[0014]進(jìn)一步地，所述預(yù)警裝置還包括供電模塊，其用于給采發(fā)模塊供電。[0015]進(jìn)一步地，采發(fā)模塊包括時(shí)鐘模塊、數(shù)采模塊、無線模塊、預(yù)警驅(qū)動(dòng)模塊、參數(shù)設(shè)置及存儲(chǔ)模塊。
[0016]進(jìn)一步地，所述供電模塊包括太陽能電池板、蓄電池及蓄電池充電保護(hù)電路。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0018]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)集降雨、土體含水率、土體傾斜、現(xiàn)場(chǎng)及遠(yuǎn)程預(yù)警監(jiān)測(cè)為一體，可長(zhǎng)時(shí)間處于野外自主工作，無需人工干預(yù)，減少人技術(shù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，結(jié)果簡(jiǎn)單、原理清晰。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為一種泥石流安全預(yù)警裝置的模塊構(gòu)成示意圖。
[0020]圖2為供電模塊的構(gòu)成示意圖。
[0021]圖3為采發(fā)模塊的構(gòu)成示意圖。
[0022]圖4為現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警模塊的構(gòu)成示意圖。
[0023]圖5為遠(yuǎn)程報(bào)警模塊的構(gòu)成示意圖。
[0024]圖6為現(xiàn)場(chǎng)傳感裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]降雨量、土體含水率是泥石流發(fā)生的直接誘因，而地表淺層發(fā)生位移是泥石流將要發(fā)生的直接反映?；诖耍鐖D1所示，本發(fā)明公開的泥石流安全預(yù)警裝置包括供電模塊、采發(fā)模塊、接收模塊、預(yù)警模塊、上位機(jī)分析模塊、現(xiàn)場(chǎng)傳感裝置。
[0026]具體地，供電模塊如圖2所示，其包括太陽能電池板、蓄電池及蓄電池充電保護(hù)電路。本發(fā)明公開的為一種野外用無人值守設(shè)備，采用太陽能電池板+蓄電池式的自主方式進(jìn)行供電。太陽能電池板的作用為對(duì)蓄電池電量進(jìn)行補(bǔ)充，是實(shí)現(xiàn)野外自主工作的參量來源；蓄電池充電保護(hù)電路則按照蓄電池的充電特性，負(fù)責(zé)完成對(duì)蓄電池充電及電池過充保護(hù)；蓄電池與采發(fā)模塊連接，為采發(fā)模塊提供電能。
[0027]采發(fā)模塊是現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警、及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳的核心裝置，其完成的主要工作有:定時(shí)啟動(dòng)(或?qū)崟r(shí)在線)采集現(xiàn)場(chǎng)各類傳感器數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警閥值設(shè)置及對(duì)比、現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳及接收本地或遠(yuǎn)程無線指令。如圖3所示，采發(fā)模塊主要包括時(shí)鐘模塊、數(shù)采模塊、無線模塊、預(yù)警驅(qū)動(dòng)模塊、參數(shù)設(shè)置及存儲(chǔ)模塊。時(shí)鐘模塊用于模塊內(nèi)部計(jì)時(shí)，完成定時(shí)關(guān)機(jī)、啟動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)永久式低功耗監(jiān)測(cè)功能；數(shù)據(jù)采集模塊用于完成與其連接的各類傳感器的數(shù)據(jù)采集及對(duì)傳感器的供電管理工作；無線模塊用于實(shí)現(xiàn)傳感數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳及遠(yuǎn)程指令接收，無線模塊可以是GSM、GPRS及自建的區(qū)域化射頻無線網(wǎng)線等。GSM、GPRS可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的超遠(yuǎn)程傳輸與接收，射頻網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)局部數(shù)公里內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸及接收，實(shí)際使用時(shí)可根據(jù)具體需要單點(diǎn)直接遠(yuǎn)傳或本地組網(wǎng)后遠(yuǎn)傳；對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警驅(qū)動(dòng)電路模塊，當(dāng)傳感器的變化量達(dá)到或超過預(yù)定的閥值時(shí)，采發(fā)模塊自動(dòng)打開此驅(qū)動(dòng)電路開關(guān)，完成現(xiàn)場(chǎng)聲音報(bào)警。
[0028]預(yù)警模塊包括現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警及遠(yuǎn)程預(yù)警兩種方式?，F(xiàn)場(chǎng)預(yù)警又可分為兩種(如圖4所示)，一種是測(cè)量點(diǎn)處的直接連接的喇叭聲音報(bào)警，另一種是利用采發(fā)模塊內(nèi)部的區(qū)域頻率網(wǎng)線，通過發(fā)送報(bào)警指令，使安裝于射頻有效范圍內(nèi)的射頻報(bào)警器發(fā)出報(bào)警；遠(yuǎn)程報(bào)警也分為兩種形式(如圖5所示)，一種是計(jì)算機(jī)本地的聲光報(bào)警，另一種是利用接收模塊的無線收發(fā)功能及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能，對(duì)預(yù)置的若干手機(jī)號(hào)碼或IP地址進(jìn)行報(bào)警信息發(fā)送。[0029]上位機(jī)分析模塊用于進(jìn)行:數(shù)據(jù)接收、接收設(shè)備管理、數(shù)據(jù)管理、預(yù)警管理。數(shù)據(jù)接收為實(shí)時(shí)監(jiān)聽接收設(shè)備端口，對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、篩選；接收設(shè)備管理為對(duì)接收設(shè)備進(jìn)行連接、斷開以及多臺(tái)接收設(shè)備時(shí)的協(xié)調(diào)管理工作；數(shù)據(jù)管理的主要內(nèi)容為對(duì)數(shù)據(jù)庫的管理，將接收到的數(shù)據(jù)根據(jù)數(shù)據(jù)庫存內(nèi)數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)保存數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析比對(duì)，進(jìn)而進(jìn)行更進(jìn)一步的操作；預(yù)警管理為根據(jù)用戶預(yù)定的報(bào)警規(guī)則，進(jìn)行本地聲光報(bào)警及遠(yuǎn)程報(bào)警。
[0030]如圖6所示，現(xiàn)場(chǎng)傳感裝置包括:傳感裝置、雨量計(jì)、若干傾斜傳感器、土體含水率傳感器。傳感裝置包含頂部的保護(hù)罩、保護(hù)罩下部的測(cè)量管、安裝于測(cè)量管上部的擋土板及安裝于測(cè)量管下部的錨固裝置。保護(hù)罩主要完成雨量計(jì)的安裝、內(nèi)部無線采發(fā)模塊保護(hù)、電路接口載體，電路接口主要有電池接口、現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警驅(qū)動(dòng)接口、無線網(wǎng)絡(luò)天線接口等，所述無線網(wǎng)絡(luò)可以是本地自建網(wǎng)絡(luò)(射頻、Wif1、Zigbee)或遠(yuǎn)程無線網(wǎng)絡(luò)(GSM、GPRS或北斗衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò))。保護(hù)罩上可安裝位移傳感器裝置，用于測(cè)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)與相鄰點(diǎn)或與某一固定參考點(diǎn)之間的距離變化，以此直接獲取監(jiān)測(cè)點(diǎn)處地表的位移數(shù)據(jù)，位移傳感器可以是超聲波測(cè)距儀、激光測(cè)距儀、激光位移傳感器或接觸式的拉線位移傳感器、伸桿式位移計(jì)等。另外，保護(hù)罩與其下部的測(cè)量管連接導(dǎo)通，將測(cè)量管內(nèi)的傳感器數(shù)據(jù)線連接到采發(fā)模塊；擋土板安裝后位于泥石流表面以下測(cè)量管的上部，它的作用是增加本測(cè)量裝置與泥石流土體的接觸面積，當(dāng)泥石流發(fā)生土體滑動(dòng)時(shí)，能夠使測(cè)量裝置上部與土體同步移動(dòng)，從而使測(cè)量管發(fā)生傾斜變化。為防止現(xiàn)場(chǎng)裝置發(fā)生旋轉(zhuǎn)對(duì)(只有某一側(cè)擋土板處發(fā)生位移而另一側(cè)未發(fā)生位移或位移量很小時(shí)會(huì)造成裝置原地旋轉(zhuǎn)，使其發(fā)生的傾斜變形遠(yuǎn)小于實(shí)際應(yīng)有的變形)，擋土板可做成L形或T形；測(cè)量管是傾斜傳感器及土體含水率傳感器的安裝載體，將各傳感器固定于泥石流的不同深度，測(cè)量管管身有密集的小孔，稱為滲流孔，主要功能是使測(cè)量管體內(nèi)部土體與泥石流土體保持相同的含水率，完成泥石流土體含水率的測(cè)量。錨固裝置位于測(cè)量管底部，由多根具有一定強(qiáng)度及彈性的金屬條組成，多根緊貼測(cè)量管，形成開口向上的嗽形狀，安裝時(shí)應(yīng)保證錨固裝置位于泥石流的滑層以下(滑床)，為泥石流傾斜位移測(cè)量提供相對(duì)穩(wěn)定的位移參考點(diǎn)。雨量計(jì)完成實(shí)時(shí)降雨量采集，可使用虹吸式雨量計(jì)、稱重式雨量計(jì)、翻斗式雨量計(jì)等。傾斜傳感器安裝于測(cè)量管內(nèi)，可根據(jù)深度不同安裝多個(gè)傾斜傳感器，用于測(cè)量不同深度的土體傾斜絕對(duì)值，通過多次測(cè)量計(jì)算差值可獲取土體傾斜變化，通過不同深度的傾斜角度測(cè)量，可根據(jù)三角函數(shù)間接計(jì)算出不同層位的土體位移量。土體含水率傳感器安裝于測(cè)量管內(nèi)，可根據(jù)深度不同安裝多個(gè)土體含水率傳感器，用于測(cè)量不同深度的土體含水率絕對(duì)值，通過多次測(cè)量計(jì)算差值可獲取土體含水率變化，不同深度的土體含水率，可獲得土體的滲透性，滲透深度等數(shù)據(jù)。
[0031]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種泥石流安全監(jiān)測(cè)的現(xiàn)場(chǎng)傳感裝置，其特征在于: 所述現(xiàn)場(chǎng)傳感裝置包括傳感裝置和雨量計(jì)； 所述傳感裝置包含位于頂部的保護(hù)罩、所述保護(hù)罩下部的測(cè)量管、安裝于所述測(cè)量管上部的擋土板及安裝于所述測(cè)量管下部的錨固裝置；所述雨量計(jì)通過所述保護(hù)罩安裝于所述傳感裝置的上部； 所述保護(hù)罩具有的電路接口包括電池接口、現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警驅(qū)動(dòng)接口、無線網(wǎng)絡(luò)天線接口 ；所述保護(hù)罩與其 下部的所述測(cè)量管連接導(dǎo)通，利用上述接口將所述測(cè)量管內(nèi)的傳感器數(shù)據(jù)線連接到采發(fā)模塊； 所述測(cè)量管包括傾斜傳感器及土體含水率傳感器，所述測(cè)量管管身具有有滲流孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:所述雨量計(jì)為虹吸式雨量計(jì)、稱重式雨量計(jì)、或翻斗式雨量計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:所述擋土板可做成L形或T形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:所述無線網(wǎng)絡(luò)是本地自建網(wǎng)絡(luò)或遠(yuǎn)程無線網(wǎng)絡(luò)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于:所述本地自建網(wǎng)絡(luò)是射頻、Wif1、或Zigbee，所述遠(yuǎn)程無線網(wǎng)絡(luò)是GSM、GPRS或北斗衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。
6.一種泥石流安全監(jiān)測(cè)的遠(yuǎn)程預(yù)警裝置，該裝置包括如權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場(chǎng)傳感裝置、采發(fā)模塊、接收模塊、遠(yuǎn)程預(yù)警模塊、上位機(jī)分析模塊，其特征在于:所述采發(fā)模塊采集現(xiàn)場(chǎng)傳感模塊的信息；所述接收模塊通過網(wǎng)絡(luò)接收所述采發(fā)模塊采集的所述信息；所述上位機(jī)分析模塊對(duì)所述接收模塊接收的所述信息進(jìn)行分析；所述遠(yuǎn)程預(yù)警模塊發(fā)出預(yù)警。
7.—種泥石流安全監(jiān)測(cè)的現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警裝置，該裝置包括如權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場(chǎng)傳感裝置、采發(fā)模塊、現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警模塊，其特征在于:所述采發(fā)模塊采集現(xiàn)場(chǎng)傳感模塊的信息；所述現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警模塊根據(jù)所述信息發(fā)出預(yù)警。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的預(yù)警裝置，其特征在于:所述預(yù)警裝置還包括供電模塊，其用于給采發(fā)模塊供電。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的預(yù)警裝置，其特征在于:采發(fā)模塊包括時(shí)鐘模塊、數(shù)采模塊、無線模塊、預(yù)警驅(qū)動(dòng)模塊、參數(shù)設(shè)置及存儲(chǔ)模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的預(yù)警裝置，其特征在于:所述供電模塊包括太陽能電池板、蓄電池及蓄電池充電保護(hù)電路。
【文檔編號(hào)】G08B21/10GK103903394SQ201410084645
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】許利凱, 楊建國(guó), 黃萬新, 盧亞君, 李冬亮, 趙靜, 趙小錄 申請(qǐng)人:北京卓越經(jīng)緯測(cè)控技術(shù)有限公司