CN102789674A - 一种地质灾害联网监测预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地质灾害联网监测预警系统，地质灾害联网监测预警系统由一个工作站与监测区系统构成，其中监测区系统由地质监测器、地质报警器及数据记录传输器构成，工作站由调制解调器、计算机及数据工作站构成，工作站通过数据记录传输器收到地质监测器采集的地质动态数据并进行分析管理，在地质动态数据的数值达到报警线后采取分级报警措施，使得当地居民能通过安置在家中的地质报警器的声光报警及短信通知的方式及时了解地质灾害的发生情况并采取规避措施，实现了大面积的地质灾害的监测预警，为地质灾害监测预警提供更加准确、实时的技术支持，有效避免及降低地质灾害给人民群众带来的人身及财产损失。

Description

一种地质灾害联网监测预警系统

技术领域

本发明属测量及预警设备设施领域，涉及一种地质灾害联网监测预警系统。

背景技术

地质灾害联网监测预警系统是利用微功耗设计技术、无线通信技术、传感器技术、高可靠性设计等多种技术手段，设计的一种对多个区域的地质灾害进行实时测量、监控并现场报警，同时通过多种通讯方式将各区域联网实现多级预警、报警的监测系统。

我国对地质灾害的定义为在自然或者人为因素的作用下形成的，对人类生命财产、环境造成破坏和损失的地质作用(现象)。如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面沉降、地面塌陷、岩爆、坑道突水、突泥、突瓦斯、煤层自燃、黄土湿陷、岩土膨胀、砂土液化，土地冻融、水土流失、土地沙漠化及沼泽化、土壤盐碱化，以及地震、火山、地热害等。

传统的地质灾害简易监测，是指借助于简单的测量工具、仪器装置和量测方法，监测灾害体、房屋或构筑物裂缝位移变化的监测方法。一般常用监测方法有以下几种：

1、埋桩法

埋桩法适合对崩塌、滑坡体上发生的裂缝进行观测。在斜坡上横跨裂缝两侧埋桩，用钢卷尺测量桩之间的距离，可以了解滑坡变形滑动过程。对于土体裂缝，埋桩不能离裂缝太近。

2、埋钉法

在建筑物裂缝两侧各钉一颗钉子，通过测量两侧两颗钉子之间的距离变化来判断滑坡的变形滑动。这种方法对于临灾前兆的判断是非常有效的。

3、上漆法

在建筑物裂缝的两侧用油漆各画上一道标记，与埋钉法原理是相同的，通过测量两侧标记之间的距离来判断裂缝是否存在扩大。

4、贴片法

横跨建筑物裂缝粘贴水泥砂浆片或纸片，如果砂浆片或纸片被拉断，说明滑坡发生了明显变形，须严加防范。与上面三种方法相比，这种方法不能获得具体数据，但是，可以非常直接地判断滑坡的突然变化情况。

地质灾害群测群防监测方法要求定期对监测点进行检查，旱季每15天监测一次。雨季(4-9月)每5天监测一次(如每月5日、10日、15日、20日、25日、30日)，如发现监测地质灾害点有异常变化或在暴雨、连续降雨天气时，特别是12小时降雨量达50mm以上时，应加密监测次数，如每天1次或多次，甚至昼夜安排专人监测。

我国的地质灾害频发，长期依靠群测群防出现了以下的问题：

1、灾害成因更加复杂

山高坡陡、断裂构造发育、岩土体结构脆弱、风化严重等特殊的地质环境条件是地质灾害形成的基础和根本原因。然而随着经济的发展和开发建设的加速，削坡、采矿、水库蓄水、大量抽取地下水、工程建设等不科学的人类工程活动也成为地质灾害发生的主要引发因素。

2、灾害预警点多线长

全国地质灾害点不小10万个，在一些地质状况较复杂的地区，可能一个县区的预警点就可能有上百个，而这些预警点大多交通、通讯不便，以群测群防的方法需要建立完整的管理、监督机构，难度非常大。在一些人口较少的监测点几乎无法完成有效监测。

3、发生灾害频率高

每年我国范围内都要发生几万起地质灾害事件，2010年达30670起，较2009年的10840起，有较大幅度增加。平均每天发生80多起，这样的灾害发生频率给群测群防的人工预警方式带来了很大的压力，同时也对监测提出了更高的要求。

4、危害程度大

随着我国建设和城市进程的加快，地质灾害所带来的危害程度也越来越大。2010年8月8日0时12分，甘肃省舟曲县城区及上游村庄遭受特大山洪泥石流灾害，造成1501人死亡、264人失踪。造成月圆村和椿场村几乎全部被毁灭，三眼峪村和罗家峪村部分被毁，数千亩良田被掩埋。山洪泥石流冲入舟曲县城区和白龙江后，造成二十多栋楼房损毁，河道被淤填长度约1千米，江面水位壅高、回水使舟曲县城部分被淹，县城交通、电力和通讯中断。人员伤亡和经济损失严重。

针对以上的问题，本发明在保证低成本、高可靠性的前提下，真正实现了地质灾害点24小时不间断监测，为群测群防提供了更加科学可靠的技术支持。

发明内容

在进行地质灾害监测预警时仅靠群测群防难以及时预警。因此本发明采用低成本、高可靠性的设计方法，提供一种地质灾害联网监测预警系统，通过地质监测器、数据记录传输器、工作站的数据分级保存数据的抗毁设计，有效保存了数据，为地质灾害数据库的建立及日后预防等地质减灾工作提供了参考数据，同时采用了地质报警器的声光报警、数据记录传输器的声光报警、工作站启动声光报警等多达五级的分级报警设计，低成本高可靠性及大面积地为当地居民提供及时、准确可靠的报警，为地质灾害监测、预警提供更加准确、实时的技术支持，有效减少及避免地质灾害损失。

因此本发明的第一目的，建立数字化的，分级别的地质灾害监测、报警网络，为监测区及各级管理部门提供实时、可靠的监测、报警数据。

本发明的第二目的，为监测点提供多种监测传感器的组合监测，完成更多地质动态数据采集，适应不同监测点的实际监测要求。

本发明的第三目的，保证监测器在偏远监测点也可长时间、可靠工作，保证设备环境适应能力。

本发明的第四目的，实现多个采集点多户居民的实时报警。

本发明的第五目的，对地质动态数据进行现场保存和上传工作站。

本发明的第六目的，收集监测区内地质数据形成历史数据库，为建立数学模型，为地质灾害研究建立原始的科学依据。

本发明的第七目的，可由工作站随时对系统数据采集进行控制，同时可随时提取系统中各部件的故障状态。

本发明为解决上述技术问题，采用的技术方案是：

1、地质灾害联网监测预警系统由一个工作站与监测区系统组成，工作站通过移动通信无线传输网络与监测区系统进行数据传输，其中：

工作站由调制解调器、计算机及数据工作站组成，计算机与数据工作站连接，计算机连接调制解调器后接入互联网，其中计算机为内装实时地质状态管理软件的计算机；移送通信无线传输网络是工作站内的调制解调器及数据记录传输器内置的GSM模块通过互联网、无线移动基站进行数据传输形成的数据传输网络；其中工作站主要通过移动通信无线传输网络获取所有监测区域内所有地质监测器的地质动态数据，记录到数据工作站内装的硬盘存储器上，通过计算机内装的实时地质状态管理软件进行数据分析，同时工作站通过移动通信无线传输网络向数据记录传输器发送设置命令并监控其工作状态，并通过数据记录传输器对地质监测器进行远程控制。其中工作站的工作人员通过操作工作站内的计算机随时监测提取上传的数据，进行图形显示等处理，为管理层预警提供依据；当出现地质动态数据监测及传输错误时为工作站的工作人员进行故障提示，从而简化维修难度和减小维修时间。

监测区系统是由通过内部局域网无线传输网络进行数据传输的地质监测器、地质报警器及数据记录传输器构成，其中数据记录传输器的数量为一台，地质监测器及地质报警器的数量按监测要求确定，监测区系统内地质监测器、地质报警器及数据记录传输器的总数量不超过256台；内部局域网无线传输网络是地质监测器、地质报警器及数据记录传输器之间分别通过内置的无线数传模块进行相互间的数据交换形成的数据传输网络。

2、地质监测器由采集器及各种传感器连接组成；其中：采集器是由微处理器及与微处理器相连接的LED显示器、键盘、视频记录控制器、无线数传模块、电源管理电路、存储器组成；地质监测器通过内部局域网无线传输网络实现向地质报警器发出报警指令及与数据记录传输器进行数据传输；其中：人机接口由LED显示器和键盘组成，通过人工操作完成对地质监测器进入正常工作状态必须的初始设置；地质监测器中的微处理器连接视频记录控制器，视频记录控制器分别与存储器与摄像头连接，由摄像头主要完成采集点的实时监测记录，在正常状态下为保证低功耗要求只记录静态画面，当出现预警条件时记录并发送实时视频；其中摄像头记录静态画面及发送实时视频的实现方式是摄像头将监测的静态画面定时传输给视频记录控制器后存入存储器后完成记录静态画面，当出现预警条件时由微处理器通过视频记录控制器向摄像头发出实时视频记录的指令，由摄像头拍摄实时视频并将实时视频信息反馈给视频记录控制器后存入存储器。电源管理电路通过与电池连接将电池的电能提供给地质监测器，电源管理电路将电能提供给地质监测器的方式是：电池通过电源管理电路与微处理器、键盘、视频记录控制器、无线数传模块、存储器的直接连接向地质监测器的部件提供工作电能；其中电源管理电路采用市电、太阳能、风能、应急电源及其他外接电源方式来保障电源供给。

地质监测器中的采集器与各种传感器的连接方式是：各种传感器通过配备统一RS485数字接口挂接在同一RS485总线的方式与地质监测器中的微处理器连接，实现采集器与各种传感器的连接，其中各种传感器为根据监测要求确定的设置了统一RS485数字接口的距离传感器、加速度计、温湿度传感器、雨量传感器、磁传感器及其他传感器。各种传感器所监测到的地质动态数据传输给微处理器后通过无线数传模块传输给地质报警器及数据记录传输器。其中根据监测要求确定各种传感器是监测管理部门根据监测要求、当地的地质灾害类型特点及减灾避灾要求有针对性选定的。使用时在RS485总线上挂接相应的传感器并作简单设置后就能正常使用，各种传感器根据传感器的安装技术要求设置在地质灾害监测采集点。

微处理器与无线传输模块连接，地质监测器通过无线传输模块与地质报警器、数据记录传输器进行数据传输，无线传输模块的无线传输距离为1～4km。

地质监测器采用低功耗、高可靠性设计，具体方式是地质监测器内采用的微处理器是低功耗微处理器，有效控制和降低地质监测器的工作电流，地质监测器除进行数据采集外，其它时间都工作在深度休眠状态，确保地质监测器有效工作时间。

3、地质报警器主要由微处理器及与微处理器相连接的LED显示器、声光报警器、无线数传模块、电源管理电路组成；地质报警器只通过内部局域网无线传输网络接收地质监测器及数据记录传输器发出的报警指令启动声光报警器，及时通知当地居民离开危险区域；其中：地质报警器主要完成现场报警，极低成本，大量装于民房中。微处理器功能是地质报警器控制；LED显示器与微处理器相连，在报警时显示报警点序号和报警类型号；声光报警器提供声光报警；无线数传模块负责接收地质监测器发出的报警指令后传给与其相连的微处理器，微处理器启动声光报警器发出声光报警，警告和提示居民迅速撤离危险区域。电源管理电路是与外部电源相连接并由外部电源提供电源的电路，电源管理电路将工作电能提供给地质报警器的方式是：电源管理电路通过与LED显示器、声光报警器、无线数传模块的直接连接向地质报警器的部件提供工作电能，确保地质报警器的正常工作。其中外部电源为电池、照明电路(市电)、太阳能及其他外部电源。

4、数据记录传输器主要由微处理器、液晶显示器、键盘、声光报警器、无线数传模块、电源管理电路、GSM模块、宽带模块、存储器组成，其中数据记录传输器利用无线数传模块通过内部局域网无线传输网络实现与地质监测器进行数据传输、向所有的地质报警器发出报警指令；数据记录传输器利用GSM模块通过移动通信无线传输网络与工作站进行数据传输。

其中：数据记录传输器设有液晶显示器和键盘，通过人工操作键盘独立完成对数据记录传输器的设置，数据记录传输器将完成的数据记录传输器的设置以指令方式通过内部局域网无线传输网络传输给地质监测器，指令地质监测器进行设置，其中设置包括设定和改变地质动态数据的报警线。其中地质动态数据的报警线是指由监测管理部门根据本监测区域内的地质特点及要求确定的地质动态数据的数值范围，地质监测器所采集到的地质动态数据在确定的数值范围外是安全的，当监测器所采集到的地质动态数据在确定的数值范围内时即为达到了报警线，说明出现了地质灾害安全隐患，需要报警提示。

其中：数据记录传输器采用宽带模块与调制解调器连接后向互联网上传或接收数据，再通过连接调制解调器的计算机接收或上传互联网数据的方式实现数据记录传输器与工作站的数据传输；目的是确保工作站与监测区系统的数据传输，避免工作站与数据记录传输器之间的移送通信无线传输网络因故障而导致地质灾害联网监测预警系统无法正常工作，提高地质灾害联网监测预警系统工作的可靠性。

其中电源管理电路是与电池或照明电路等外部电源相连接并由外部电源提供电源的电路，电源管理电路将工作电能提供给数据记录传输器的方式是：电源管理电路通过与微处理器、液晶显示器、键盘、声光报警器、无线数传模块、GSM模块、宽带模块、存储器的直接连接向数据记录传输器的各部件提供工作电能；

5、监测区系统内的地质监测器、地质报警器、数据记录传输器分布的具体方式是：

监测区系统内的地质监测器、地质报警器、数据记录传输器分布在同一个内部局域网无线传输网络范围内，每一个地质灾害监测采集点上安装一台地质监测器，每一户居民家中安装一台地质报警器，数据记录传输器安装在监测区域内承担地质灾害监测预警的负责人家中；地质监测器、地质报警器、数据记录传输器分布应该满足如下条件：每一台地质报警器通过内部局域网无线传输网络能接收任何一台地质监测器及数据记录传输器发出的报警指令；数据记录传输器通过内部局域网无线传输网络能与所有的地质监测器进行数据传输；

6、地质灾害联网监测预警系统采用数据的抗毁设计，对数据实行分级保存，具体方式是：

第一级保存是地质监测器保存静态画面及实时视频，具体方式是：地质监测器中的视频记录控制器分别连接摄像头及存储器，视频记录控制器将摄像头所采集的静态画面及实时视频保存在地质监测器的存储器；

第二级地质动态数据保存是数据记录传输器保存地质动态数据，具体方式是：地质监测器将采集的地质动态数据通过内部局域网无线传输网络传输给数据记录传输器，由数据记录传输器保存在数据记录传输器内设的存储器中，实现数据记录传输器循环保存地质动态数据；

第三级地质动态数据保存是工作站保存地质动态数据，具体方式是：工作站通过移动通信无线传输网络将数据记录传输器上传的地质动态数据经计算机存储在数据工作站，其中数据工作站为内设硬盘存储器的数据工作站，数据工作站存储数据的方式是将工作站收到的地质动态数据保存在数据工作站内设的硬盘存储器中；

通过数据的分级保存，实现地质监测器的摄像头所采集的静态画面及实时视频保存在地质监测器的存储器、地质动态数据分别保存在数据记录传输器及数据工作站；发生地质灾害后根据需要分别从地质监测器、数据记录传输器及数据工作站中提取地质动态数据及静态画面及实时视频，有效避免发生灾害时因部分设备毁坏及流失而产生的数据的遗失，为灾后分析提供参考数据。

7、地质灾害联网监测预警系统采用了分级报警设计，具体方式是：

第一级报警是地质报警器的声光报警，具体方式是：地质报警器通过内部局域网无线传输网络收到任何一个地质监测器及数据记录传输器发出的报警指令后启动地质报警器内设的声光报警器发出声光报警，同时地质报警器上的LED显示器显示出相应的报警点序号和报警类型号；

第二级报警是数据记录传输器的声光报警，实现地质报警器及数据记录传输器的同时报警，具体方式是：任何一个地质监测器通过内部局域网无线传输网络传输给数据记录传输器的地质动态数据达到数据记录传输器设定的报警线，数据记录传输器启动内设的声光报警器并通过内部局域网无线传输网络向地质报警器发出报警指令，同时数据记录传输器上的液晶显示器及地质报警器的LED显示器上显示地质动态数据达到报警线的地质监测器的报警点序号和报警类型号；

第三级报警是工作站启动声光报警，具体方式是：数据记录传输器通过移动通信无线传输网络上传给工作站的地质动态数据达到工作站设定的报警线，计算机依内装的实时地质状态管理软件的设置向工作站管理人员发出报警提示并通过移动通信无线传输网络向数据记录传输器发出报警指令，数据记录传输器接到报警指令后启动第二级报警；同时计算机显示出达到报警线的地质监测器的报警点序号和报警类型号；

第四级报警是工作站人工报警，具体方式是：工作站管理人员通过对计算机的操作完成对地质动态数据的分析，人工操作计算机通过移动通信无线传输网络向数据记录传输器发出报警指令，数据记录传输器接到报警指令后启动第二级报警；同时数据记录传输器上的液晶显示器及地质报警器的LED显示器上显示工作站通过人工操作计算机确定的地质监测器的报警点序号和报警类型号；

第五级报警是短信通知报警，具体方式是：数据记录传输器通过键盘及液晶显示器预先设定短信通知的手机号码名单，数据记录传输器启动内设的声光报警器发出声光报警的同时通过内设的GSM模块按预先设定短信通知的手机号码名单发出报警短信，手机号码名单上的手机通过无线移动基站接收报警短信的方式完成短信通知报警；其中通过工作站设置短信通知的手机号码名单并下传至数据记录传输器的方式完成数据记录传输器预先设定短信通知的手机号码名单。

其中相应的报警点序号和报警类型号是工作站管理人员事先对每一台地质监测器及地质灾害类型分别编制了不同的报警点序号及报警类型号并在计算机、地质报警器及数据记录传输器中进行了相应的设置，使得每一台地质监测器所在的地质灾害监测采集点与报警点序号是一一对应的，通过报警点序号时就能判决出是哪一台地质监测器所在的地质灾害监测采集点的出现了地质灾情，通过报警类型号就能确定出现的地质灾情的类型，工作站管理人员及当地居民在地质报警器报警时能看见报警点序号和报警类型号时，查看监测部门事先下发的报警点序号和报警类型号的对照表，就能立即判断出地质灾害的发生地点及地质灾害的类型，便于当地居民立即采取相应的规避地质灾害的措施。

本发明的有益效果：本发明真正实现了地质灾害点24小时不间断监测，并从灾害现场、管理层(管理层还可细分为地方管理层和高级管理层等)分级进行灾害预警和报警，对监测的地质动态数据进行长时间记录、分析，为群测群防提供了更加科学可靠的技术支持。可有效减防止灾害对人民生命财产产生更大的危害，具有很高的技术含量及社会、经济价值。促进了我国减害防害工作在技术层面上的发展。

附图说明：

图1本发明的电路方块图；

图2本发明的实施例报警器主视图；

图3图2的右视图(带剖面)；

图4图2的俯视图；

图5图2的仰视图；

图6本发明的实施例监测器主视图(前盖打开)；

图7图6的右视图(带剖面)；

图8图6的俯视图；

图9图6的仰视图；

图10本发明的实施例数据记录传输器主视图；

图11图10的右视图(带剖面)；；

图12图10的俯视图；

图13图10的仰视图；

图中，1.无线数传天线、2.LED显示屏、3.声光报警器、4.无线数传模块、5.LED显示器驱动板、6.微处理器主板、7.电源管理电路、8.电源输入、9.报警器外壳、10.监测器前盖、11.锁、12.带保护壳的无线数传天线、13.LED显示屏、14.键盘、15.LED显示器驱动板、16.微处理器主板、17.电源及数据接口、18.无线数传模块、19.支柱、20.二层底板、21.电源管理电路、22.底板、23.线位移传感器、24.电池组、25.监测器外壳、26.GSM天线、27.无线数传天线、28.声光报警器、29.液晶显示屏、30.键盘、31.液晶显示器驱动板、32.支柱、33.微处理器主板、34.GSM模块、35.无线数传模块、36.存储器、37.电源管理电路、38.电源输入、39.数据记录传输器外壳。

具体实施方式

下面结合各附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述：

如图1所示，本发明由一个工作站与监测区系统组成，其中工作站由调制解调器、计算机及数据工作站组成，监测区系统是由通过内部局域网无线传输网络进行数据传输的地质监测器、地质报警器及数据记录传输器构成，其中，地质监测器由采集器及各种传感器组成，采集器主要由微处理器、LED显示器、键盘、视频记录控制器、无线数传模块、存储器、电池及电源管理电路组成，其中各种传感器采用的是振动传感器、温湿度传感器、线位移传感器等传感器。

地质监测器各部件的具体连接关系及工作过程为：采集器是LED显示器、键盘、视频记录控制器、无线数传模块、电池及电源管理电路与微处理器连接构成的，各种传感器依其功能监测各种地质动态数据并传输给微处理器，采集器的功能是采集各种传感器监测到的地质动态数据并通过无线数传模块与数据记录传输器进行数据传输，电源管理电路通过电池、市电、太阳能及其他外部电源向地质监测器提供工作所需电量。其中微处理器负责完成对监测器的控制，人机接口由LED显示器和键盘组成，通过人工操作完成对地质监测器必须的初始设置；视频记录控制器通过连接摄像头来主要完成采集点的实时监测记录，在正常状态下为保证低功耗要求只记录静态画面，当出现预警条件时记录并发送实时视频，视频记录控制器与存储器相连，其中记录采取的方式是将静态画面及实时视频保存在地质监测器的存储器；工作站的工作人员通过数据发送记录器随时对地质监测器采集地质动态数据、对系统中各部件的故障状态进行远程控制及管理，包括随时采取维保措施及设置报警线。

其中地质报警器主要由微处理器及与微处理器相连接的LED显示器、声光报警器、无线传输模块、电源管理电路组成，微处理器的功能是地质报警器控制，LED显示器在报警时显示报警点序号和报警类型号；声光报警器提供声光报警，其中声光报警包括语音报警；

其中数据记录传输器主要由微处理器及与微处理器相连接的液晶显示器、键盘、声光报警器、无线数传模块、电源管理电路、GSM模块或宽带模块组成。数据记录传输器主要完成采集点地质动态数据的接收、记录，并通过GSM模块或宽带模块向工作站发送，同时也可完成声光报警器的全部功能。

其中工作站包括调制解调器、计算机、数据工作站，工作站各部件的具体连接关系及工作过程为：调制解调器与计算机相连，计算机与数据工作站相连，计算机通过调制解调器连接上互联网，计算机通过移动通信无线传输网络获取所有监测区域内地质监测器的地质动态数据，记录到数据工作站上并进行分析。同时可通过移动通信无线传输网络向数据记录传输器发送指令。

如图2、3、4、5所示的地质报警器的实施例，地质报警器主要由无线数传天线、LED显示屏、声光报警器、无线数传模块、微处理器主板、电源管理电路、电源输入、报警器外壳、微处理器组成。地质报警器各部件的具体连接关系及工作过程为：

无线数传天线与无线数传模块连接，增强及确保无线数传模块的数据接收能力，LED显示屏设置在LED显示器驱动板构成LED显示器、微处理器安装在电路主板上构成微处理器主板行使微处理器的功能，电源管理电路通过电源输入与外部电源相连接为地质报警器提供工作电量，微处理器主板通过无线数传天线接收地质监测器发出的报警指令后启动声光报警器进行声光报警，同时在LED显示器上显示预设的报警点序号和报警类型号；

如图6、7、8、9所示地质监测器的实施例，地质监测器由监测器前盖、锁、带保护壳的无线数传天线、LED显示屏、键盘、LED显示器驱动板、微处理器主板、电源及数据接口、无线数传模块、支柱、二层底板、电源管理电路、底板、线位移传感器、电池组、监测器外壳组成，监测器各部件的具体连接关系及工作过程为：

无线数传天线与无线数传模块连接，增强及确保无线数传模块的数据接收能力，LED显示屏设置在LED显示器驱动板构成LED显示器、微处理器安装在电路主板上构成微处理器主板行使微处理器的功能，电源管理电路通过电源及数据接口与外部电源相连接为地质监测器提供工作电量，微处理器主板通过无线数传天线向地质报警器发出报警指令及与数据记录传输器进行数据传输，地质监测器的LED显示器和键盘可完成初始序号设置和无联网状态下的人工设置；

视频记录控制器通过专用接口与微处理器主板相连接，完成监测现场的实时监测记录，并控制其画面的静态、动态转换和发送；无线数传模块完成电平数据和无线调制信号之间的转换，将接收到的调制信号发送给微处理器，同时将接收到的数据信号调制后向空间发出，通过内部局域网无线传输网络发送给地质报警器及数据记录传输器；

电源管理电路接收微处理器的信号，完成微功耗模式、充电模式、报警模式下不同的电源供给，例如在微功耗模式下，电源管理电路只向微处理器及最小系统提供电源，保证电池最小消耗；在报警模式下所有部件全部工作，并加大采样频率等；完成电池充电、放电保护管理；完成外接电源(如市电、太阳能、风能、应急电源等)管理。

如图10、11、12、13所示数据记录传输器的实施例，数据记录传输器主要由GSM天线、无线数传天线、声光报警器、液晶显示屏、键盘、液晶显示器驱动板、支柱、微处理器主板、GSM模块、无线数传模块、存储器、电源管理电路、电源输入、数据记录传输器外壳组成。

数据记录传输器具体连接关系及工作过程为：

无线数传天线与无线数传模块连接，增强及确保无线数传模块的数据接收能力，液晶显示屏设置在液晶显示屏驱动板构成液晶显示屏器、微处理器安装在电路主板上构成微处理器主板行使微处理器的功能，电源管理电路通过电源输入与外部电源相连接为数据记录传输器提供工作电量，微处理器主板通过无线数传天线接收地质监测器发出的地质动态数据及向地质报警器发出报警指令，启动声光报警器进行声光报警，同时液晶显示屏上显示预设的报警点序号和报警类型号；通过GSM模块经移动无线基站连接到互联网的方式完成数据记录传输器与工作站的数据传输，或者数据记录传输器通过宽带模块经调制解调器连接互联网的方式与工作站进行数据传输；液晶显示器在报警时用中文显示相关地质监测器的数据信息。通过液晶显示器和键盘完成对同一监测区域内的任何地质监测器、地质报警器的设置；

数据记录传输器中的数据记录体具有一定的抗毁能力。

监测区系统的数量是按监测要求确定的，监测区系统是1个或若干个，通过移动通信无线传输网络与工作站进行数据传输，其中，按监测要求确定监测区系统的数量主要是监测管理部门依据地质监测技术规定、当地的地质条件、灾害监测点的分布及数量、当地居民数量、设备监测能力及人员能力等诸多因素综合确定的，确保工作站能对所有的监测区系统进行有效的监测预警。

Claims (8)

1.一种地质灾害联网监测预警系统，其特征在于：地质灾害联网监测预警系统由一个工作站与监测区系统组成，工作站通过移动通信无线传输网络与监测区系统进行数据传输，其中：

工作站由调制解调器、计算机及数据工作站组成，计算机与数据工作站连接，计算机连接调制解调器后接入互联网，其中计算机为内装实时地质状态管理软件的计算机；移送通信无线传输网络是工作站内的调制解调器及数据记录传输器内置的GSM模块通过互联网、无线移动基站进行数据传输形成的数据传输网络；

监测区系统是由通过内部局域网无线传输网络进行数据传输的地质监测器、地质报警器及数据记录传输器构成，其中数据记录传输器的数量为一台，地质监测器及地质报警器的数量按监测要求确定，监测区系统内地质监测器、地质报警器及数据记录传输器的总数量不超过256台；内部局域网无线传输网络是地质监测器、地质报警器及数据记录传输器之间分别通过内置的无线数传模块进行相互间的数据交换形成的数据传输网络，其中：

地质监测器由采集器及各种传感器组成，采集器通过微处理器与各种传感器的连接；其中：采集器是由微处理器及与微处理器相连接的LED显示器、键盘、视频记录控制器、无线数传模块、电源管理电路、存储器组成；地质监测器通过内部局域网无线传输网络实现向地质报警器发出报警指令及与数据记录传输器进行数据传输；

地质报警器主要由微处理器及与微处理器相连接的LED显示器、声光报警器、无线数传模块、电源管理电路组成；地质报警器只通过内部局域网无线传输网络接收地质监测器及数据记录传输器发出的报警指令启动声光报警器；

数据记录传输器主要由微处理器、液晶显示器、键盘、声光报警器、无线数传模块、电源管理电路、GSM模块、宽带模块、存储器组成，其中数据记录传输器通过内部局域网无线传输网络实现与地质监测器进行数据传输、向所有的地质报警器发出报警指令；数据记录传输器通过移动通信无线传输网络与工作站进行数据传输。

2.根据权利要求1所述的地质灾害联网监测预警系统，其特征在于，监测区系统内的地质监测器、地质报警器、数据记录传输器分布的具体方式是：

监测区系统内的地质监测器、地质报警器、数据记录传输器分布在同一个内部局域网无线传输网络范围内，每一个地质灾害监测采集点上安装一台地质监测器，每一户居民家中安装一台地质报警器，数据记录传输器安装在监测区域内承担地质灾害监测预警的负责人家中。

3.根据权利要求1所述的地质灾害联网监测预警系统，其特征在于，地质灾害联网监测预警系统采用数据的抗毁设计，对数据实行分级保存，具体方式是：

第一级保存是地质监测器保存静态画面及实时视频，具体方式是：地质监测器中的视频记录控制器分别连接摄像头及存储器，视频记录控制器将摄像头所采集的静态画面及实时视频保存在地质监测器的存储器；

第二级地质动态数据保存是数据记录传输器保存地质动态数据，具体方式是：地质监测器将采集的地质动态数据通过内部局域网无线传输网络传输给数据记录传输器，由数据记录传输器保存在数据记录传输器内设的存储器中，实现数据记录传输器循环保存地质动态数据；

第三级地质动态数据保存是工作站保存地质动态数据，具体方式是：工作站通过移动通信无线传输网络将数据记录传输器上传的地质动态数据经计算机存储在数据工作站，其中数据工作站为内设硬盘存储器的数据工作站，数据工作站存储数据的方式是将工作站收到的地质动态数据保存在数据工作站内设的硬盘存储器中。

4.根据权利要求1所述的地质灾害联网监测预警系统，其特征在于，地质灾害联网监测预警系统采用了分级报警设计，具体方式是：

第一级报警是地质报警器的声光报警，具体方式是：地质报警器通过内部局域网无线传输网络收到任何一个地质监测器及数据记录传输器发出的报警指令后启动地质报警器内设的声光报警器发出声光报警，同时地质报警器上的LED显示器显示出相应的报警点序号和报警类型号；

第二级报警是数据记录传输器的声光报警，实现地质报警器及数据记录传输器的同时报警，具体方式是：任何一个地质监测器通过内部局域网无线传输网络传输给数据记录传输器的地质动态数据达到数据记录传输器设定的报警线，数据记录传输器启动内设的声光报警器并通过内部局域网无线传输网络向地质报警器发出报警指令，同时数据记录传输器上的液晶显示器及地质报警器的LED显示器上显示地质动态数据达到报警线的地质监测器的报警点序号和报警类型号；

第三级报警是工作站启动声光报警，具体方式是：数据记录传输器通过移动通信无线传输网络上传给工作站的地质动态数据达到工作站设定的报警线，计算机依内装的实时地质状态管理软件的设置向工作站管理人员发出报警提示并通过移动通信无线传输网络向数据记录传输器发出报警指令，数据记录传输器接到报警指令后启动第二级报警；同时计算机显示出达到报警线的地质监测器的报警点序号和报警类型号；

第四级报警是工作站人工报警，具体方式是：工作站管理人员通过对计算机的操作完成对地质动态数据的分析，人工操作计算机通过移动通信无线传输网络向数据记录传输器发出报警指令，数据记录传输器接到报警指令后启动第二级报警；同时数据记录传输器上的液晶显示器及地质报警器的LED显示器上显示工作站通过人工操作计算机确定的地质监测器的报警点序号和报警类型号；

第五级报警是短信通知报警，具体方式是：数据记录传输器通过键盘及液晶显示器预先设定短信通知的手机号码名单，数据记录传输器启动内设的声光报警器发出声光报警的同时通过内设的GSM模块按预先设定短信通知的手机号码名单发出报警短信，手机号码名单上的手机通过无线移动基站接收报警短信的方式完成短信通知报警；其中通过工作站设置短信通知的手机号码名单并下传至数据记录传输器的方式完成数据记录传输器预先设定短信通知的手机号码名单。

5.根据权利要求1所述的地质灾害联网监测预警系统，其特征在于，数据记录传输器设有液晶显示器和键盘，通过人工操作键盘独立完成对数据记录传输器的设置，数据记录传输器将完成的数据记录传输器的设置以指令方式通过内部局域网无线传输网络传输给地质监测器，指令地质监测器进行设置，其中设置包括设定和改变地质动态数据的报警线。

6.根据权利要求1所述的地质灾害联网监测预警系统，其特征在于，地质监测器中的采集器与各种传感器的连接方式是：各种传感器通过统一RS485数字接口挂接在同一RS485总线的方式与地质监测器中的微处理器连接，实现采集器与各种传感器的连接，其中各种传感器为根据监测要求确定的设置了统一RS485数字接口的距离传感器、加速度计、温湿度传感器、雨量传感器、磁传感器及其他传感器。

7.根据权利要求1所述的地质灾害联网监测预警系统，其特征在于，数据记录传输器采用宽带模块与调制解调器连接后向互联网上传或接收数据，再通过连接调制解调器的计算机接收或上传互联网数据的方式实现数据记录传输器与工作站的数据传输。

8.根据权利要求1所述的地质灾害联网监测预警系统，其特征在于：地质监测器中的微处理器采用低功耗微处理器。

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