泥石流監(jiān)測預警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種泥石流監(jiān)測預警系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)和單片機，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將信號傳送至所述無線通信系統(tǒng)，所述無線通信系統(tǒng)將信號傳送至所述單片機，所述單片機與一顯示系統(tǒng)連接，所述顯示系統(tǒng)用于顯示所述單片機處理后的信號，其特征在于：所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括用于檢測雨量的雨量計、用于檢測平衡變化信號的平衡感應系統(tǒng)和用于檢測位移變化信號的位移測量系統(tǒng)，所述無線通信系統(tǒng)包括無線信號發(fā)射器和無線信號接收器。本發(fā)明一種泥石流監(jiān)測預警系統(tǒng)，結構簡單，能夠?qū)δ嗍鳛暮M行實時有效的監(jiān)測，且具有體積小，成本低的特點。
【專利說明】泥石流監(jiān)測預警系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種監(jiān)測預警系統(tǒng)，更具體的說涉及一種泥石流監(jiān)測預警系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]泥石流是一種危害性極大的地質(zhì)災害，其具有突然爆發(fā)、能量大、來勢兇猛、破壞力極強的特點，給人民生命財產(chǎn)造成極大威脅和損失。泥石流是我國山區(qū)常見的嚴重地質(zhì)災害類型之一，對泥石流頻發(fā)的地質(zhì)災害地區(qū)采取防范措施，建立泥石流監(jiān)測預警示范系統(tǒng)刻不容緩。
[0003]現(xiàn)有的泥石流監(jiān)測預警系統(tǒng)體積較大，造價較高，如果在泥石流災害地區(qū)大量投入使用該系統(tǒng)，成本極高，運輸和安裝也十分不方便，一旦監(jiān)測預警系統(tǒng)發(fā)生故障，維修和更新設備的費用也不少，這都成為泥石流監(jiān)測預警系統(tǒng)無法普遍實施的限制條件。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種泥石流監(jiān)測預警系統(tǒng)，結構簡單，能夠?qū)δ嗍鳛暮M行實時有效的監(jiān)測，且具有體積小，成本低的特點。
[0005]為了達成上述目的，本發(fā)明的解決方案是:
[0006]一種泥石流監(jiān)測預警系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)和單片機，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將信號傳送至所述無線通信系統(tǒng)，所述無線通信系統(tǒng)將信號傳送至所述單片機，所述單片機與一顯示系統(tǒng)連接，所述顯示系統(tǒng)用于顯示所述單片機處理后的信號；
[0007]其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括用于檢測雨量的雨量計、用于檢測平衡變化信號的平衡感應系統(tǒng)和用于檢測位移變化信號的位移測量系統(tǒng)，所述無線通信系統(tǒng)包括無線信號發(fā)射器和無線信號接收器；所述雨量計通過導線與所述無線信號發(fā)射器連接，所述平衡感應系統(tǒng)通過導線與所述無線信號發(fā)射器連接，所述位移測量系統(tǒng)通過導線與所述無線信號發(fā)射器連接，所述無線信號接收器與所述單片機連接；
[0008]所述雨量計包括帶刻度的盛水筒、水位感應器和底座，所述底座上設有用于連接線路的信號輸入端和信號輸出端，所述水位感應器豎直設置在所述盛水筒內(nèi)，所述盛水筒的筒口設有擋板，用于防止雜物落入所述盛水筒中；
[0009]所述平衡感應系統(tǒng)和所述位移測量系統(tǒng)設置于一透明盒內(nèi)，所述透明盒設有一保護盒內(nèi)零件的盒蓋，與所述透明盒的開口相對的一側盒壁設有多個通孔，所述平衡感應系統(tǒng)由多個水銀平衡感應開關組成，所述位移測量系統(tǒng)包括穿設于所述透明盒內(nèi)的遮光桿和多個沿所述遮光桿長度方向并排設置的光槽開關，各光槽開關并排形成一供所述遮光桿活動架設于其內(nèi)的通槽，所述遮光桿上設有對應于各光槽開關的遮光段，所述遮光桿的一端穿過其中一個所述通孔延伸至所述透明盒外并與一連接板連接。
[0010]所述水位感應器由一組外部設置有帶磁體浮標的線性霍爾器件組成，所述水位感應器用于改變電路中的電流，所述無線信號發(fā)射器可根據(jù)通過電路中電流的大小發(fā)出不同強度的信號。
[0011]所述平衡感應系統(tǒng)位于透明盒的中部，所述位移測量系統(tǒng)位于透明盒內(nèi)的一側，所述透明盒的另一側與所述遮光桿對應設有一可移動的豎桿，所述豎桿的一端穿過另一個所述通孔并與所述透明盒外的連接板連接，用于穩(wěn)固所述透明盒安裝在泥土地上的平衡。
[0012]所述平衡感應系統(tǒng)由4個水銀平衡感應開關組成，此4個水銀平衡感應開關呈“十”字型放置。
[0013]所述位移測量系統(tǒng)包括5-7個沿所述遮光桿長度方向并排設置的光槽開關。
[0014]所述遮光桿的遮光段表面涂有遮光層。
[0015]所述單片機連接有聲、光報警單元，通過所述單片機同時控制指示燈報警和揚聲器報警。
[0016]所述顯示系統(tǒng)內(nèi)設置有系統(tǒng)軟件，所述系統(tǒng)軟件能實現(xiàn)實時監(jiān)測，并向指定手機發(fā)出報警短信。
[0017]采用上述結構后，本發(fā)明一種泥石流監(jiān)測預警系統(tǒng)，雨量計安裝在泥石流監(jiān)測范圍內(nèi)，能夠及時檢測泥石流發(fā)生地區(qū)的降雨量和降雨強度，雨量計通過無線通信系統(tǒng)將信號傳送至單片機，單片機再將處理后的信號傳送至顯示系統(tǒng)，顯示系統(tǒng)接收到信號后，將實時雨量、日雨量與數(shù)據(jù)庫的數(shù)值進行比較核對是否超過上限值，為監(jiān)測人員提供直觀的預測信息；內(nèi)設有平衡感應系統(tǒng)和位移測量系統(tǒng)的透明盒固定安裝在泥石流監(jiān)測范圍內(nèi)樹干旁，或通過泥土、石塊等掩埋進行固定，遮光桿露出透明盒體外的部分及連接板呈自由裸露狀態(tài)，且在泥石流監(jiān)測范圍內(nèi)分多個區(qū)域，每個區(qū)域均設置多個透明盒，泥石流發(fā)生初期，常出現(xiàn)山體滑坡，泥土松動等前兆現(xiàn)象，由于位移測量系統(tǒng)中的遮光桿上設有對應于各光槽開關的遮光段，當泥土向坡下滑動時，泥土帶著連接板向下移動，從而會拖動遮光桿向下移動，而透明盒的位置相對固定，則光槽開關由于失去遮光桿的遮光作用而產(chǎn)生位移變化信號，遮光桿發(fā)生的位移越大，則有越多的光槽開關產(chǎn)生透光效果，無線通信系統(tǒng)發(fā)出的位移變化信號越強烈，用以區(qū)分不同的泥石流災害級別；山體產(chǎn)生搖晃時會啟動水銀平衡感應開關，也會產(chǎn)生一定的平衡變化信號，無線信號通信系統(tǒng)將這些信號傳送給單片機，經(jīng)過單片機處理后的數(shù)據(jù)再傳送至顯示系統(tǒng)，顯示系統(tǒng)顯示出災害發(fā)生地和災害級別，如果根據(jù)顯示系統(tǒng)顯示的災害發(fā)生地有多個透明盒發(fā)出信號，說明該區(qū)域確實存在發(fā)生泥石流的前兆，可及時安排災區(qū)人員撤離，避免發(fā)生嚴重傷亡，提高了監(jiān)測預警的準確性。
[0018]本發(fā)明的優(yōu)點在于:泥石流監(jiān)測預警系統(tǒng)的結構簡單，能夠?qū)δ嗍鳛暮M行實時有效的監(jiān)測；大部分的組成構件均為自組裝，成本低，如雨量計、水銀平衡感應開關和光槽開關等，使得泥石流監(jiān)測預警系統(tǒng)的整體造價大幅度降低；將平衡感應系統(tǒng)和位移測量系統(tǒng)集中組合在一起，使得泥石流監(jiān)測預警系統(tǒng)的整體體積縮減，方便運輸和安裝，為該系統(tǒng)的大規(guī)模使用提供可行性。
[0019]進一步，顯示系統(tǒng)內(nèi)設置有系統(tǒng)軟件，系統(tǒng)軟件能實現(xiàn)實時監(jiān)測，并向指定手機發(fā)出報警短信。顯示系統(tǒng)將單片機處理得到的信息和數(shù)據(jù)庫的數(shù)值進行比較并核對是否超過上限值，若超過上限值則通過顯示系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件向預定的多部手機發(fā)出報警短信。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明泥石流監(jiān)測預警系統(tǒng)的工作流程圖；
[0021]圖2為本發(fā)明中雨量計的結構示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明中雨量計、平衡感應系統(tǒng)和位移測量系統(tǒng)的工作流程圖；
[0023]圖4為本發(fā)明中平衡感應系統(tǒng)和位移測量系統(tǒng)的結構示意圖；
[0024]圖5為本發(fā)明中透明盒在泥石流監(jiān)測范圍內(nèi)的安裝示意圖。
[0025]圖中:
[0026]數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) I 無線通信系統(tǒng) 2
[0027]無線信號發(fā)射器 21 無線信號接收器 22
[0028]單片機3 顯示系統(tǒng)4
[0029]聲、光報警單元 5 雨量計6
[0030]盛水筒61 水位感應器62
[0031]底座63 擋板64
[0032]平衡感應系統(tǒng) 7 水銀平衡感應開關71
[0033]位移測量系統(tǒng) 8 遮光桿81
[0034]光槽開關82 透明盒9
[0035]盒蓋91 連接板92
[0036]豎桿93

【具體實施方式】
[0037]為了進一步解釋本發(fā)明的技術方案，下面通過具體實施例來對本發(fā)明進行詳細闡述。
[0038]一種泥石流監(jiān)測預警系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1、無線通信系統(tǒng)2和單片機3，如圖1所示，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)I將信號傳送至無線通信系統(tǒng)2，無線通信系統(tǒng)2將信號傳送至單片機3，單片機3與一顯示系統(tǒng)4連接，顯示系統(tǒng)4用于顯示單片機3處理后的信號，單片機3還連接有聲、光報警單元5，可通過單片機3同時控制指示燈報警和揚聲器報警。
[0039]如圖3所示，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)I包括用于檢測雨量的雨量計6、用于檢測平衡變化信號的平衡感應系統(tǒng)7和用于檢測位移變化信號的位移測量系統(tǒng)8，無線通信系統(tǒng)2包括無線信號發(fā)射器21和無線信號接收器22。
[0040]長時間的連續(xù)強降雨或暴雨是誘發(fā)泥石流的主要原因，因此利用雨量計6測量出日雨量和降雨強度是預防泥石流不可缺少的信息。雨量計6安裝在泥石流監(jiān)測范圍內(nèi)，如圖2所示，雨量計6包括帶刻度的盛水筒61、水位感應器62和底座63，底座63上設有用于連接線路的信號輸入端和信號輸出端，水位感應器62豎直設置在盛水筒61內(nèi)，盛水筒61的筒口設有擋板64，用于防止大體積的雜物落入盛水筒61中。
[0041]雨量計6的水位感應器62由一組外部設置有帶磁體浮標的線性霍爾器件組成，該組線性霍爾器件按等級劃分，分別對應盛水筒61上的不同刻度線，當盛水筒61內(nèi)的水位發(fā)生變化時，磁體浮標在盛水筒61內(nèi)的位置也相應發(fā)生變化，導致周圍磁場發(fā)生變化，根據(jù)霍爾原理，線性霍爾器件能夠感應出磁場的變化，利用線性霍爾傳感器的特性，輸出電流與外加磁場強度呈線性關系，即水位感應器62可通過對水流量變化的感應而輸出不同的電流信號，雨量計6的底座63上的信號輸出端通過導線與無線信號發(fā)射器21的信號輸入端連接，因此雨量計6和無線信號發(fā)射器21組成的電路中的電流也發(fā)生變化，無線信號發(fā)射器21可根據(jù)通過電路中電流的大小發(fā)出不同強度的電流信號，無線信號發(fā)射器21將信號傳送至無線信號接收器22，如圖3所示，無線信號接收器22通過導線與單片機3連接，并將信號傳送至單片機3并進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，單片機3通過導線與顯示系統(tǒng)4連接，單片機3將計算得到的雨量傳至顯示系統(tǒng)4，顯示系統(tǒng)4可顯示實時雨量和日雨量。依靠線性霍爾器件靈敏的測量，可以達到對盛水筒61內(nèi)雨水量的準確測量，提高該雨量計6的準確度。
[0042]本發(fā)明中的顯示系統(tǒng)4可采用本領域常用的顯示系統(tǒng)。顯示系統(tǒng)4內(nèi)設置有系統(tǒng)軟件，系統(tǒng)軟件能實現(xiàn)實時監(jiān)測，并向指定手機發(fā)出報警短信。雨量計6能夠及時監(jiān)測泥石流發(fā)生地區(qū)的降雨量和降雨強度，顯示系統(tǒng)4接收信號后，將實時雨量、日雨量和數(shù)據(jù)庫的數(shù)值進行比較核對是否超過上限值，若超過上限值則通過顯示系統(tǒng)4的系統(tǒng)軟件向預定的多部手機發(fā)出報警短信。
[0043]平衡感應系統(tǒng)7和位移測量系統(tǒng)8設置于一透明盒9內(nèi)，如圖4所示，透明盒9設有一保護盒內(nèi)零件的盒蓋91，與透明盒9的開口相對的一側盒壁上設有兩個通孔，平衡感應系統(tǒng)7位于透明盒9的中部，平衡感應系統(tǒng)7由4個水銀平衡感應開關71組成，此4個水銀平衡感應開關71呈“十”字型放置，用于檢測各個方向上的平衡變化信號，位移測量系統(tǒng)8位于透明盒9內(nèi)的一側，位移測量系統(tǒng)8包括穿設于透明盒9內(nèi)的遮光桿81和7個沿遮光桿81長度方向并排設置的光槽開關82，各光槽開關82通過連接件固定于透明盒9內(nèi)，且各光槽開關82并排形成一供遮光桿81活動架設于其內(nèi)的通槽，且遮光桿81上設有對應于此7個光槽開關82的遮光段,遮光桿81的遮光段表面涂有遮光層,遮光桿81的一端穿過透明盒9的其中一個通孔延伸至透明盒9外并與一連接板92連接，在透明盒9的另一側與遮光桿81對應設有一可移動的豎桿93，豎桿93的一端也穿過透明盒9的另一個通孔并與連接板92連接，用于穩(wěn)固透明盒9安裝在泥土地上后的平衡。
[0044]平衡感應系統(tǒng)7和位移測量系統(tǒng)8分別通過導線與無線信號發(fā)射器21的信號輸入端連接，平衡感應系統(tǒng)7和位移測量系統(tǒng)8發(fā)出的檢測信號可通過無線信號發(fā)射器21傳送至無線信號接收器22，如圖3所示，無線信號接收器22將接收到的信號傳送至單片機3，單片機3將處理后的信號傳至顯示系統(tǒng)4，顯示系統(tǒng)4用于顯示災害發(fā)生地和災害級別。
[0045]本發(fā)明中的水位感應器62、水銀平衡感應開關71、光槽開關82和單片機3等部件采用本領域公知的部件。
[0046]如圖5所示，內(nèi)設有平衡感應系統(tǒng)7和位移測量系統(tǒng)8的透明盒9安裝在泥石流監(jiān)測范圍內(nèi)的樹干旁，或通過泥土、石塊等掩埋進行固定，遮光桿81露出透明盒體外的部分及連接板92呈自由裸露狀態(tài)，且在泥石流監(jiān)測范圍內(nèi)分多個區(qū)域，每個區(qū)域均設置多個透明盒9，泥石流發(fā)生初期，常出現(xiàn)山體滑坡，泥土松動等前兆現(xiàn)象，由于遮光桿81上設有對應于光槽開關82的遮光段，當泥土向坡下滑動時，泥土帶著連接板92向下移動，從而拖動遮光桿81向下移動，而透明盒9的位置相對固定，則光槽開關82由于失去遮光桿81的遮光作用而產(chǎn)生位移變化信號，遮光桿81發(fā)生的位移越大，則有越多的光槽開關82產(chǎn)生透光效果，無線信號發(fā)射器21發(fā)出的位移變化信號越強烈，用以區(qū)分不同的泥石流災害級別；山體產(chǎn)生搖晃時會啟動水銀平衡感應開關71，也會產(chǎn)生一定的平衡變化信號，無線信號接收器22將位移變化和平衡變化這些信號傳送給單片機3，經(jīng)過處理后的信號傳送至顯示系統(tǒng)4，顯示系統(tǒng)4顯示出災害發(fā)生地和災害級別，如果根據(jù)顯示系統(tǒng)4顯示的災害發(fā)生地有多個透明盒9發(fā)出信號，說明該區(qū)域確實存在發(fā)生泥石流的前兆，顯示系統(tǒng)4的系統(tǒng)軟件可向預定的多部手機發(fā)出報警短信，通知相關人員及時安排災區(qū)人員撤離，避免發(fā)生嚴重傷亡，提高了監(jiān)測預警的準確性。
[0047]采用上述結構后，本發(fā)明一種泥石流監(jiān)測預警系統(tǒng)的優(yōu)點在于:泥石流監(jiān)測預警系統(tǒng)的結構簡單，能夠?qū)δ嗍鳛暮M行實時有效的監(jiān)測；大部分的組成構件為自組裝，成本低，如雨量計、水銀平衡感應開關和光槽開關等，使得泥石流監(jiān)測預警系統(tǒng)的整體造價大幅度降低；將平衡感應系統(tǒng)和位移測量系統(tǒng)集中組合在一起，使得泥石流監(jiān)測預警系統(tǒng)的整體體積縮減，方便運輸和安裝，為該系統(tǒng)的大規(guī)模使用提供可行性。
[0048]上述實施例和圖式并非限定本發(fā)明的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬【技術領域】的普通技術人員對其所做的適當變化或修飾，皆應視為不脫離本發(fā)明的專利范疇。
【權利要求】
1.一種泥石流監(jiān)測預警系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)和單片機，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將信號傳送至所述無線通信系統(tǒng)，所述無線通信系統(tǒng)將信號傳送至所述單片機，所述單片機與一顯示系統(tǒng)連接，所述顯示系統(tǒng)用于顯示所述單片機處理后的信號； 其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括用于檢測雨量的雨量計、用于檢測平衡變化信號的平衡感應系統(tǒng)和用于檢測位移變化信號的位移測量系統(tǒng)，所述無線通信系統(tǒng)包括無線信號發(fā)射器和無線信號接收器；所述雨量計通過導線與所述無線信號發(fā)射器連接，所述平衡感應系統(tǒng)通過導線與所述無線信號發(fā)射器連接，所述位移測量系統(tǒng)通過導線與所述無線信號發(fā)射器連接，所述無線信號接收器與所述單片機連接； 所述雨量計包括帶刻度的盛水筒、水位感應器和底座，所述底座上設有用于連接線路的信號輸入端和信號輸出端，所述水位感應器豎直設置在所述盛水筒內(nèi)，所述盛水筒的筒口設有擋板，用于防止雜物落入所述盛水筒中； 所述平衡感應系統(tǒng)和所述位移測量系統(tǒng)設置于一透明盒內(nèi)，所述透明盒設有一保護盒內(nèi)零件的盒蓋，與所述透明盒的開口相對的一側盒壁設有多個通孔，所述平衡感應系統(tǒng)由多個水銀平衡感應開關組成，所述位移測量系統(tǒng)包括穿設于所述透明盒內(nèi)的遮光桿和多個沿所述遮光桿長度方向并排設置的光槽開關，各光槽開關并排形成一供所述遮光桿活動架設于其內(nèi)的通槽，所述遮光桿上設有對應于各光槽開關的遮光段，所述遮光桿的一端穿過其中一個所述通孔延伸至所述透明盒外并與一連接板連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種泥石流監(jiān)測預警系統(tǒng)，其特征在于:所述水位感應器由一組外部設置有帶磁體浮標的線性霍爾器件組成，所述水位感應器用于改變電路中的電流，所述無線信號發(fā)射器可根據(jù)通過電路中電流的大小發(fā)出不同強度的信號。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種泥石流監(jiān)測預警系統(tǒng)，其特征在于:所述平衡感應系統(tǒng)位于透明盒的中部，所述位移測量系統(tǒng)位于透明盒內(nèi)的一側，所述透明盒的另一側與所述遮光桿對應設有一可移動的豎桿，所述豎桿的一端穿過另一個所述通孔并與所述透明盒外的連接板連接，用于穩(wěn)固透明盒安裝在泥土地上的平衡。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種泥石流監(jiān)測預警系統(tǒng)，其特征在于:所述平衡感應系統(tǒng)由4個水銀平衡感應開關組成，此4個水銀平衡感應開關呈“十”字型放置。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種泥石流監(jiān)測預警系統(tǒng)，其特征在于:所述位移測量系統(tǒng)包括5-7個沿所述遮光桿長度方向并排設置的光槽開關。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種泥石流監(jiān)測預警系統(tǒng)，其特征在于:所述遮光桿的遮光段表面涂有遮光層。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種泥石流監(jiān)測預警系統(tǒng)，其特征在于:所述單片機連接有聲、光報警單元，通過所述單片機同時控制指示燈報警和揚聲器報警。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種泥石流監(jiān)測預警系統(tǒng)，其特征在于:所述顯示系統(tǒng)內(nèi)設置有系統(tǒng)軟件，所述系統(tǒng)軟件能實現(xiàn)實時監(jiān)測，并向指定手機發(fā)出報警短信。
【文檔編號】G08B21/10GK104299366SQ201410544710
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月15日 優(yōu)先權日:2014年10月15日
【發(fā)明者】楊利, 陳思鑫, 陳海涵 申請人:福建省泉州市第七中學