CN102915619A - 一种多元检测的智能山体滑坡监测预警系统 - Google Patents

一种多元检测的智能山体滑坡监测预警系统 Download PDF

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梁广俊
杨露
蔡立雄
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Abstract

一种多元检测的智能山体滑坡监测预警系统，包括监测装置、监测站、控制中心和报警装置。监测装置包括传感模块和传输模块，传感模块包括预警传感器和监测传感器，若干传感器分为数个组，监测装置含有多个ZigBee协调器，每个传感器组与一个ZigBee协调器连接，监测站包括一个ZigBee汇集器，数个ZigBee协调器和带有GPRS模块的ZigBee汇集器组成现场ZigBee网络，监测装置采集来自传感模块的数据，监测站通过3G无线网络把数据传输给控制中心，控制中心存储数据，并且处理、分析数据，并向报警装置发出报警信号，现场LED显示屏显示报警信息，同时电台发出报警讯号。本系统采用预警和检测多种传感器，能够对山体滑坡前进行预警，和滑坡后的现场监测，并能够及时报警。

Description

一种多元检测的智能山体滑坡监测预警系统
技术领域
本发明涉及一种监测预警系统，特别涉及一种山体滑坡监测预警系统，尤其涉及一种多元检测的智能山体滑坡监测预警系统。
背景技术
目前，我国部分地区尤其在山区，由于特殊的地质因素和气候因素，加上越演越烈的人为因素影响，山体滑坡自然灾害频发，破坏性也越来越大，给当地人民的财产和生命安全带来严重威胁。山体滑坡不仅造成一定范围内的人员伤亡、财产损失，还会对附近道路交通造成严重威胁。山体滑坡预警监测就是通过各种技术手段，在大规模山体滑坡之前进行智能的滑坡判断并且报警，同时实时监测滑坡动态，为防灾工作提供科学依据。
传统的监测系统是：一种山体滑坡实时监测系统，包括测量装置、通信网络系统和监控计算机。测量装置包括直线位移传感器、动支柱、定支柱、连接带、采集器等；通信网络系统由一个带有GPRS模块的ZigBee协调器和若干个ZigBee终端节点组成，ZigBee协调器和ZigBee终端节点组成现场ZigBee网络，ZigBee终端节点亦即测量装置中的采集器。当山体滑坡导致地表产生位移时，连接带的长度发生变化，该变化量通过直线位移传感器测量出来，经各个采集器采集的滑坡信息，通过现场ZigBee网络传送传送到监控中心的监控计算机上。（专利号：201110102327）。
其缺点在于：不能在大规模山体滑坡前预警，并且没有现场为ZigBee网络和数据采集器提供电源的装置，缺乏报警装置。
发明内容
针对上述现有技术的缺点，本发明提出一种多元检测的智能山体滑坡监测预警系统，它是利用大量的传感器广泛分布在山体上获取土壤湿度、山体倾角、山体地质层振动速率以及图像等数据信息，来全天候预警和监测山体滑坡，而且通过构建现场无线传感器网络，全面监测整个山体多个滑坡监测点，并通过无线网络将灾害信息远程传送到控制中心的计算机上。
本发明提出的一种多元检测的智能山体滑坡监测预警系统，包括监测装置、监测站、控制中心和报警装置，监测装置包括传感模块和传输模块，传感模块包括预警传感器和监测传感器，若干传感器分为数个组，传输模块由ZigBee协调器组成，每个传感器组与一个ZigBee协调器连接，监测站包括一个带有无线收发模块的ZigBee汇集器，数个ZigBee协调器和ZigBee汇集器组成现场ZigBee网络，监测装置采集来自传感模块的数据，通过Zigbee网络发送给监测站，监测站通过无线收发模块把数据传输给控制中心，控制中心存储数据，并且处理、分析数据，并向报警装置发出报警信号，现场LED显示屏显示报警信息，同时电台发出报警讯号。本系统采用预警和检测多种传感器，能够对山体滑坡前进行预警，和滑坡后的现场监测，并能够及时报警。
作为一种优选，传感模块可以包括预警传感器和监测传感器，预警传感器包括：倾角传感器、山体变形速率传感器、山体地质层振动传感器、地质层含水量传感器、雨量传感器、沟谷水深传感器；监测传感器包括：图像传感器、水位传感器、位移传感器。
现场ZigBee网络由带有射频收发端的汇集器和协调器组成，众多传感器的移动自组织网络作为协调器的终端，构成围绕在协调器周围的ZigBee网络节点。预警和监测传感器分别与不同的协调器连接，再与带有汇集器和数据库的监测站连接。
监测装置和监测站连接有包括太阳能电池板、太阳能控制器和蓄电池组的太阳能供电装置。当天气状况良好时，太阳能电池板接收光照，蓄电池组充电，当阴雨天时，蓄电池组为监测装置和监测站提供电源。
当山体因为长时间的降水而导致地质层含水量和沟谷水深较高，或者山体有轻微表面振荡时，预警传感器采集到异常信息，并且按照先前规定的协议向协调器发送信息，汇集器接收来自协调器的信息，调用本身数据库进行传感器的判断，判断成功后，启用监测传感器监测山体水平位移、图像等信息，预警和监测信息送到控制中心进行分析处理，并根据处理结果做出非山体滑坡或报警的决定。
本发明的有益效果是：能在大规模山体滑坡前预警，并且在现场设置ZigBee网络和数据采集器提供电源的装置，及时、实时的进行报警。
附图说明
图1是本装置结构示意图。
图2是本装置的现场ZigBee网络示意图。
在图2中，201、传感器，202、ZigBee协调器，203、ZigBee汇集器，204、控制中心，205、报警装置。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本装置的结构及工作方式。
本装置结构示意图如图1所示，包括监测装置、监测站、控制中心和报警装置。监测装置包括传感模块和传输模块，传感模块包括预警传感器和监测传感器，传输模块由ZigBee协调器组成，若干传感器分为数个组，监测站包括多个ZigBee协调器，每个传感器组与一个ZigBee协调器连接，监测站包括一个ZigBee汇集器，数个ZigBee协调器和带有无线收发模块的ZigBee汇集器组成现场ZigBee网络，监测站采集来自监测装置的数据，监测站通过3G无线网络把数据传输给控制中心，控制中心处理、分析数据，并向报警装置发出报警信号，现场LED显示屏显示报警信息，同时电台发出报警讯号。本系统采用预警和检测多种传感器，能够对山体滑坡前进行预警，和滑坡后的现场监测，并能够及时报警。
整个山体滑坡监测系统由多个监测装置及其由其构成的现场ZigBee传感网络组成，如图2所示。若干传感器（201）和ZigBee协调器（202）构成一个分组，作为ZigBee网络的终端节点，数个网络节点与一个带有无线射频模块的ZigBee汇集器（203）构成现场ZigBee传感器网络。现场监测装置通过3G无线网络将监测信息送到控制中心（204），报警装置（205）报警。
本发明的有益效果是：能在大规模山体滑坡前预警，并且在现场设置ZigBee网络和数据采集器提供电源的装置，及时、实时的进行报警。

Claims (7)

1.一种多元检测的智能山体滑坡监测预警系统，包括监测装置、监测站、控制中心和报警装置，其特征在于：监测装置包括传感模块和传输模块，传感模块包括预警传感器和监测传感器，若干传感器分为数个组，传输模块由ZigBee协调器组成，每个传感器组与一个ZigBee协调器连接，监测站包括一个带有无线收发模块的ZigBee汇集器，数个ZigBee协调器和ZigBee汇集器组成现场ZigBee网络，监测装置采集来自传感模块的数据，通过Zigbee网络发送给监测站，监测站通过无线收发模块把数据传输给控制中心，控制中心存储数据，并且处理、分析数据，并向报警装置发出报警信号，现场LED显示屏显示报警信息，同时电台发出报警讯号。
2.根据权利要求1所述的多元检测的智能山体滑坡监测预警系统，其特征在于：传感器分为预警传感器和监测传感器，其一，预警传感器包括：倾角传感器、山体变形速率传感器、山体地质层振动传感器、地质层含水量传感器、雨量传感器、沟谷水深传感器，其二，监测传感器包括：图像传感器、水位传感器、位移传感器。
3.根据权利要求1或2所述的多元检测的智能山体滑坡监测预警系统，其特征在于：现场的ZigBee汇集器和ZigBee协调器有数个，分布在监测区域内不同地方,构成现场ZigBee网络，监控整个山体。
4.根据权利要求1或3所述的多元检测的智能山体滑坡监测预警系统，其特征在于：监测装置和监测站连接有包括太阳能电池板、太阳能控制器和蓄电池组的太阳能供电装置。
5.根据权利要求1所述的多元检测的智能山体滑坡监测预警系统，其特征在于：监测站的无线收发模块向控制中心传输数据的方式为GPRS方式或3G传输方式。
6.根据权利要求1所述的多元检测的智能山体滑坡监测预警系统，其特征在于：控制中心包含一个数据库，存储了现场ZigBee网络和山体的信息，并且能够判定山体滑坡发生的可能性和强度。
7.根据权利要求1或6所述的多元检测的智能山体滑坡监测预警系统，其特征在于：控制中心通过3G无线网络向报警装置发送报警信息，LED显示屏显示报警信息，电台播送报警信息。
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