滑坡體地質(zhì)災(zāi)害遠(yuǎn)程預(yù)警與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于地質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種滑坡體地質(zhì)災(zāi)害遠(yuǎn)程預(yù)警與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，由于各種因素導(dǎo)致地形地貌平衡條件破壞和巖土構(gòu)造應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，誘發(fā)并加劇了地面沉降，地面塌陷，地裂縫，土地鹽漬、沼澤化、崩、滑、流、礦山災(zāi)害等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育和危害。在西部地區(qū)，由于超量開發(fā)土地、草原、森林和水資源，加速了水土流失、土地沙化等災(zāi)害的發(fā)展，崩塌、滑坡、泥石流等災(zāi)害也隨之增多。然而，根據(jù)以往發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害事后的分析來看，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育分布及其危害程度與地質(zhì)環(huán)境背景條件(包括地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造格局和新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度與方式，巖土體工程地質(zhì)類型、水文地質(zhì)條件等)、氣象水文及植被條件，人類經(jīng)濟(jì)工程活動(dòng)及其強(qiáng)度等多方面因素密切關(guān)系，地質(zhì)災(zāi)害成因復(fù)雜。因此，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生具有隱蔽性和突發(fā)性，預(yù)報(bào)預(yù)警難度大，防范難度大。依靠人工方式對(duì)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行檢測(cè)，效率低下，且缺乏量化數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析預(yù)測(cè)。同時(shí)，由于地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)區(qū)域往往為人跡罕至的山間，缺乏道路，人工觀測(cè)誤差較大。如果采用傳統(tǒng)的有線監(jiān)測(cè)儀器，將會(huì)使得系統(tǒng)部署起來非常困難。此外有線方式往往采用就近部署Datalogger的方式紀(jì)錄采集數(shù)據(jù)，需要專人定時(shí)前往監(jiān)測(cè)點(diǎn)下載數(shù)據(jù)，系統(tǒng)得不到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，靈活性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種滑坡體地質(zhì)災(zāi)害遠(yuǎn)程預(yù)警與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)還不能對(duì)滑坡體地質(zhì)災(zāi)害及時(shí)警報(bào)及監(jiān)測(cè)的問題。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，包括數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、通訊控制子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)綜合處理子系統(tǒng)及數(shù)據(jù)表示子系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)與通訊控制子系統(tǒng)無(wú)線連接，通訊控制子系統(tǒng)通過有線信號(hào)與數(shù)據(jù)綜合處理子系統(tǒng)連接，數(shù)據(jù)綜合處理子系統(tǒng)通過有線信號(hào)與數(shù)據(jù)表示子系統(tǒng)連接；數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)由若干個(gè)傳感器模塊組成，各傳感器模塊相應(yīng)配置有北斗定位模塊和無(wú)線通信模塊；通訊控制子系統(tǒng)由若干個(gè)無(wú)線匯聚節(jié)點(diǎn)和若干個(gè)無(wú)線中繼節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，無(wú)線匯聚節(jié)點(diǎn)和無(wú)線中繼節(jié)點(diǎn)呈平行態(tài)分布；數(shù)據(jù)綜合處理子系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和數(shù)據(jù)處理服務(wù)器組成；數(shù)據(jù)表示子系統(tǒng)由數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)器和數(shù)據(jù)監(jiān)視設(shè)備組成。
[0005]本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
[0006]傳感器模塊由雨量計(jì)、裂縫位移計(jì)、.地下水位計(jì)及深部位移計(jì)組成
[0007]傳感器模塊分區(qū)域布設(shè)，并以點(diǎn)、線、面展開呈立體網(wǎng)狀形式覆蓋目標(biāo)區(qū)域。
[0008]無(wú)線通信模塊采用2.4GHz信道。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:各類傳感器以立體網(wǎng)狀的形式展開覆蓋目標(biāo)區(qū)域，并配置有北斗定位和無(wú)線通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域的數(shù)據(jù)采集，并通過監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及時(shí)準(zhǔn)確的對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行預(yù)警和監(jiān)測(cè)，還具有易改造、易升級(jí)、易操作、易維護(hù)、可拓展性和經(jīng)濟(jì)性等性能。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明一種滑坡體地質(zhì)災(zāi)害遠(yuǎn)程預(yù)警與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2是本發(fā)明傳感器模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中，1.數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，11.傳感器模塊，111.雨量計(jì)，112.裂縫位移計(jì)，113.地下水位計(jì)，114.深部位移計(jì)，12.北斗定位模塊，13.無(wú)線通信模塊，2.通訊控制子系統(tǒng)，21.無(wú)線匯聚節(jié)點(diǎn)，22.無(wú)線中繼節(jié)點(diǎn)，3.數(shù)據(jù)綜合處理子系統(tǒng)，31.數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，32.數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，4.數(shù)據(jù)表示子系統(tǒng)，41.數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)器，42.數(shù)據(jù)監(jiān)視設(shè)備。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0014]一種滑坡體地質(zhì)災(zāi)害遠(yuǎn)程預(yù)警與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)1、通訊控制子系統(tǒng)2、數(shù)據(jù)綜合處理子系統(tǒng)3及數(shù)據(jù)表示子系統(tǒng)4，數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)I與通訊控制子系統(tǒng)2無(wú)線連接，通訊控制子系統(tǒng)2通過有線信號(hào)與數(shù)據(jù)綜合處理子系統(tǒng)3連接，數(shù)據(jù)綜合處理子系統(tǒng)3通過有線信號(hào)與數(shù)據(jù)表示子系統(tǒng)4連接；數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)I由若干個(gè)傳感器模塊11組成，所述各傳感器模塊11相應(yīng)配置有北斗定位模塊12和無(wú)線通信模塊13 ；
[0015]通訊控制子系統(tǒng)2由若干個(gè)無(wú)線匯聚節(jié)點(diǎn)21和若干個(gè)無(wú)線中繼節(jié)點(diǎn)22構(gòu)成，無(wú)線匯聚節(jié)點(diǎn)21和無(wú)線中繼節(jié)點(diǎn)22呈平行態(tài)分布；數(shù)據(jù)綜合處理子系統(tǒng)3由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器31和數(shù)據(jù)處理服務(wù)器32組成；數(shù)據(jù)表示子系統(tǒng)4由數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)器41和數(shù)據(jù)監(jiān)視設(shè)備42組成。
[0016]傳感器模塊11由雨量計(jì)111、裂縫位移計(jì)112、.地下水位計(jì)113及深部位移計(jì)114組成。傳感器模塊11分區(qū)域布設(shè)，并以點(diǎn)、線、面展開呈立體網(wǎng)狀形式覆蓋目標(biāo)區(qū)域。
[0017]無(wú)線通信模塊13采用2.4GHz信道。
[0018]進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明說明，
[0019]數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)I由配置有北斗定位模塊12和無(wú)線通信模塊13的傳感器模塊11組成。傳感器模塊11采用多種傳感器(例如雨量計(jì)111、裂縫位移計(jì)112、.地下水位計(jì)113及深部位移計(jì)114)，對(duì)滑坡體各種相關(guān)地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行采集，并經(jīng)過信號(hào)調(diào)理、數(shù)據(jù)編碼，通過無(wú)線信道傳遞給通信控制子系統(tǒng)2。其中無(wú)線通信模塊13采用2.4GHz信道，2.4GHz信道波長(zhǎng)較短，穿透性較好，在重植被環(huán)境下具有較好的表現(xiàn)，可保證在雨天和重植被覆蓋下仍能夠有效傳輸數(shù)據(jù)。對(duì)北斗定位數(shù)據(jù)進(jìn)行周期性采集，利用此類數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)北斗靜態(tài)連續(xù)地表變形監(jiān)測(cè)。此外，各類傳感器模塊11可采用分區(qū)域布設(shè)，將檢測(cè)地區(qū)分割成若干區(qū)域，每個(gè)區(qū)域根據(jù)實(shí)際情況綜合部署上述各類傳感器。以監(jiān)測(cè)區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)深部位移和地表變形等參數(shù)的拾取、誘因參數(shù)的拾取為基礎(chǔ)，構(gòu)建監(jiān)測(cè)“點(diǎn)”，以監(jiān)測(cè)點(diǎn)為基本單位構(gòu)建“線”，基于北斗靜態(tài)連續(xù)地表變形監(jiān)測(cè)、區(qū)域降水監(jiān)測(cè)等組建“面”。點(diǎn)線面組成一張覆蓋目標(biāo)區(qū)域的立體化傳感器布設(shè)網(wǎng)，對(duì)滑坡體監(jiān)測(cè)預(yù)警模型形成支撐。
[0020]通信控制子系統(tǒng)2由無(wú)線匯聚節(jié)點(diǎn)21和無(wú)線中繼節(jié)點(diǎn)22和構(gòu)成。主要實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)I上傳的采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)可靠的傳遞給數(shù)據(jù)綜合處理子系統(tǒng)3。其中無(wú)線中繼節(jié)點(diǎn)22負(fù)責(zé)在一定范圍內(nèi)進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)；無(wú)線匯聚節(jié)點(diǎn)21具有管理調(diào)度功能，通過無(wú)線信道周期性輪詢傳感器模塊11，控制數(shù)據(jù)收發(fā)過程，通過內(nèi)部有線網(wǎng)絡(luò)信道實(shí)時(shí)向數(shù)據(jù)綜合處理子系統(tǒng)化3提交采集數(shù)據(jù)，各無(wú)線匯聚節(jié)點(diǎn)21之間可互為備份，進(jìn)一步提高通信的可靠性。此外，通信控制子系統(tǒng)2網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用AdHoc無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，該架構(gòu)相對(duì)于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，具有“自組織，自愈合”的特性。
[0021]數(shù)據(jù)綜合處理子系統(tǒng)3由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器31與數(shù)據(jù)處理服務(wù)器32組成。主要實(shí)現(xiàn)根據(jù)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，結(jié)合滑坡預(yù)報(bào)模型對(duì)滑坡體地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)報(bào)，并利用數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，對(duì)地區(qū)滑坡體地質(zhì)狀態(tài)進(jìn)行中長(zhǎng)期跟蹤檢測(cè)與預(yù)測(cè)。其中，數(shù)據(jù)處理服務(wù)器32主要實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的綜合運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)滑坡預(yù)測(cè)模型和相關(guān)的數(shù)據(jù)綜合處理算法；數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器31主要實(shí)現(xiàn)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和備份。
[0022]數(shù)據(jù)表示子系統(tǒng)4由數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)器41和數(shù)據(jù)監(jiān)視設(shè)備42構(gòu)成，如在外網(wǎng)訪問系統(tǒng)數(shù)據(jù)，還需增設(shè)防火墻。主要實(shí)現(xiàn)多種方式的友好人機(jī)接口。其中，數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)器41將數(shù)據(jù)以多種的形式進(jìn)行發(fā)布，如WEB方式、移動(dòng)終端方式、大屏幕方式。數(shù)據(jù)監(jiān)視設(shè)備42泛指所有相關(guān)的數(shù)據(jù)顯示設(shè)備。
[0023]本發(fā)明能及時(shí)準(zhǔn)確的對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行預(yù)警和監(jiān)測(cè)，并具有易改造、易升級(jí)、易操作、易維護(hù)、可拓展性和經(jīng)濟(jì)性等性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.滑坡體地質(zhì)災(zāi)害遠(yuǎn)程預(yù)警與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:包括數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)(1)、通訊控制子系統(tǒng)(2)、數(shù)據(jù)綜合處理子系統(tǒng)(3)及數(shù)據(jù)表示子系統(tǒng)(4)，所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)(I)與通訊控制子系統(tǒng)(2)無(wú)線連接，所述通訊控制子系統(tǒng)(2)通過有線信號(hào)與數(shù)據(jù)綜合處理子系統(tǒng)(3)連接，所述數(shù)據(jù)綜合處理子系統(tǒng)(3)通過有線信號(hào)與數(shù)據(jù)表示子系統(tǒng)(4)連接；所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)(I)由若干個(gè)傳感器模塊(11)組成，所述各傳感器模塊(11)相應(yīng)配置有北斗定位模塊(12)和無(wú)線通信模塊(13); 所述通訊控制子系統(tǒng)(2)由若干個(gè)無(wú)線匯聚節(jié)點(diǎn)(21)和若干個(gè)無(wú)線中繼節(jié)點(diǎn)(22)構(gòu)成，所述無(wú)線匯聚節(jié)點(diǎn)(21)和無(wú)線中繼節(jié)點(diǎn)(22)呈平行態(tài)分布； 所述數(shù)據(jù)綜合處理子系統(tǒng)(3)由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器(31)和數(shù)據(jù)處理服務(wù)器(32)組成； 所述數(shù)據(jù)表示子系統(tǒng)(4)由數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)器(41)和數(shù)據(jù)監(jiān)視設(shè)備(42)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑坡體地質(zhì)災(zāi)害遠(yuǎn)程預(yù)警與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感器模塊(11)由雨量計(jì)(111)、裂縫位移計(jì)(112)、.地下水位計(jì)(113)及深部位移計(jì)(114)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑坡體地質(zhì)災(zāi)害遠(yuǎn)程預(yù)警與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感器模塊(11)分區(qū)域布設(shè)，并以點(diǎn)、線、面展開呈立體網(wǎng)狀形式覆蓋目標(biāo)區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的滑坡體地質(zhì)災(zāi)害遠(yuǎn)程預(yù)警與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述無(wú)線通信模塊(13)采用2.4GHz信道。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種滑坡體地質(zhì)災(zāi)害遠(yuǎn)程預(yù)警與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、通訊控制子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)綜合處理子系統(tǒng)及數(shù)據(jù)表示子系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)與通訊控制子系統(tǒng)無(wú)線連接，通訊控制子系統(tǒng)通過有線信號(hào)與數(shù)據(jù)綜合處理子系統(tǒng)連接，據(jù)綜合處理子系統(tǒng)通過有線信號(hào)與數(shù)據(jù)表示子系統(tǒng)連接；數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)由若干個(gè)傳感器模塊組成，各傳感器模塊相應(yīng)配置有北斗定位模塊和無(wú)線通信模塊。本發(fā)明的各類傳感器以立體網(wǎng)狀的形式展開覆蓋目標(biāo)區(qū)域，并配置有北斗定位和無(wú)線通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域的數(shù)據(jù)采集，并通過監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及時(shí)準(zhǔn)確的對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行預(yù)警和監(jiān)測(cè)，還具有易改造、易升級(jí)、易操作、易維護(hù)、可拓展性和經(jīng)濟(jì)性等性能。
【IPC分類】G08C17-02, H04L29-08, G08B21-10, G06F17-30
【公開號(hào)】CN104574834
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510011788
【發(fā)明人】張寧
【申請(qǐng)人】張寧
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2015年1月9日