CN103985226A - 公路边坡支护工程安全报警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种公路边坡支护工程安全报警系统，属于工程安全防护技术领域。本发明的公路边坡支护工程安全报警系统包括主控部分(1)、振动信号采集部分(2)和位移信号采集部分(3)；所述主控部分(1)的无线通讯接收模块(103)分别与所述振动信号采集部分(2)的振动信号无线通讯模块(202)、所述位移信号采集部分(3)的位移信号无线通讯模块(302)之间无线通讯。本发明与现有技术相比具有结构简单、性能稳定、控制方便等特点。

Description

公路边坡支护工程安全报警系统

技术领域

本发明属于工程安全防护技术领域，更具体的说，属于一种公路边坡支护工程安全报警系统。

背景技术

现有技术中为了公路的边坡防止崩塌、一般直接在坡面修筑护坡工程进行加固，这比削坡节省投工并且速度快。常见的公路护坡工程主要包括干砌片石和混凝土砌块护坡、浆砌片石和混凝土护坡、格状框条护坡、喷浆和混凝土护坡、铺固护坡等，现有技术的边坡支护工程中通常喷涂有混凝土层，边坡支护工程在风化作用下会逐渐脆弱、并进而脱落造成塌方事故，如何有效地预防边坡支护工程脱落造成塌方事故所造成的过往车辆人员伤亡一直是制约本技术领域的一大难题。

发明内容

本发明为了有效地解决以上技术问题，给出了一种公路边坡支护工程安全报警系统。

本发明的一种公路边坡支护工程安全报警系统，其特征在于：包括主控部分、振动信号采集部分和位移信号采集部分；

所述主控部分包括总控制模块、声光报警模块、无线通讯接收模块、振动波形数据库、振动波形分析模块、振动横波形判断模块、振动纵波形判断模块、振动面波形判断模块、振动波幅及时间记录模块、位移波形数据库、位移波形分析模块、左右向位移判断模块、前后向位移判断模块、垂直向位移判断模块、位移波幅及时间记录模块、主电源模块；所述总控制模块分别与所述声光报警模块、所述无线通讯接收模块、所述振动波形数据库、所述振动波形分析模块、所述振动横波形判断模块、所述振动纵波形判断模块、所述振动面波形判断模块、所述振动波幅及时间记录模块、所述位移波形数据库、所述位移波形分析模块、所述左右向位移判断模块、所述前后向位移判断模块、所述垂直向位移判断模块、所述位移波幅及时间记录模块、所述主电源模块相连；

所述振动信号采集部分包括振动子控制模块、振动信号无线通讯模块、三轴加速度传感模块、加速度传感放置状态模块、振动信号采集电源模块；所述振动子控制模块分别与所述振动信号无线通讯模块、所述三轴加速度传感模块、所述加速度传感放置状态模块、所述振动信号采集电源模块相连；

所述位移信号采集部分包括位移子控制模块、位移信号无线通讯模块、三轴位移传感模块、位移传感放置状态模块、位移信号采集电源模块；所述位移子控制模块分别与所述位移信号无线通讯模块、所述三轴位移传感模块、所述位移传感放置状态模块、所述位移信号采集电源模块相连；

所述主控部分的无线通讯接收模块分别与所述振动信号采集部分的振动信号无线通讯模块、所述位移信号采集部分的位移信号无线通讯模块之间无线通讯。

根据以上所述的公路边坡支护工程安全报警系统，优选：所述主控部分的无线通讯接收模块与所述振动信号采集部分的振动信号无线通讯模块、所述位移信号采集部分的位移信号无线通讯模块之间无线通讯的频率为2.4GHz。

根据以上所述的公路边坡支护工程安全报警系统，优选：所述安全报警系统中振动信号采集部分的数量大于5个。

根据以上所述的公路边坡支护工程安全报警系统，优选：所述安全报警系统中位移信号采集部分的数量大于5个。

根据以上所述的公路边坡支护工程安全报警系统，优选：所述主电源模块、所述振动信号采集电源模块和所述位移信号采集电源模块均可使用太阳能电池或锂电池。

本发明的一种公路边坡支护工程安全报警系统的主控部分，其特征在于：所述主控部分包括总控制模块、声光报警模块、无线通讯接收模块、振动波形数据库、振动波形分析模块、振动横波形判断模块、振动纵波形判断模块、振动面波形判断模块、振动波幅及时间记录模块、位移波形数据库、位移波形分析模块、左右向位移判断模块、前后向位移判断模块、垂直向位移判断模块、位移波幅及时间记录模块、主电源模块；所述总控制模块分别与所述声光报警模块、所述无线通讯接收模块、所述振动波形数据库、所述振动波形分析模块、所述振动横波形判断模块、所述振动纵波形判断模块、所述振动面波形判断模块、所述振动波幅及时间记录模块、所述位移波形数据库、所述位移波形分析模块、所述左右向位移判断模块、所述前后向位移判断模块、所述垂直向位移判断模块、所述位移波幅及时间记录模块、所述主电源模块相连。

本发明的一种公路边坡支护工程安全报警系统的振动信号采集部分，其特征在于：所述振动信号采集部分包括振动子控制模块、振动信号无线通讯模块、三轴加速度传感模块、加速度传感放置状态模块、振动信号采集电源模块；所述振动子控制模块分别与所述振动信号无线通讯模块、所述三轴加速度传感模块、所述加速度传感放置状态模块、所述振动信号采集电源模块相连。

本发明的一种公路边坡支护工程安全报警系统的位移信号采集部分，其特征在于：所述位移信号采集部分包括位移子控制模块、位移信号无线通讯模块、三轴位移传感模块、位移传感放置状态模块、位移信号采集电源模块；所述位移子控制模块分别与所述位移信号无线通讯模块、所述三轴位移传感模块、所述位移传感放置状态模块、所述位移信号采集电源模块相连；

本发明与现有技术相比具有结构简单、性能稳定、控制方便等特点。

附图说明

附图1是本发明公路边坡支护工程安全报警系统的结构示意图。

具体实施方式

优选实施方式1

图1是本发明公路边坡支护工程安全报警系统的结构示意图，本发明的公路边坡支护工程安全报警系统包括主控部分1、振动信号采集部分2和位移信号采集部分3。

主控部分1包括总控制模块101、声光报警模块102、无线通讯接收模块103、振动波形数据库104、振动波形分析模块105、振动横波形判断模块106、振动纵波形判断模块107、振动面波形判断模块108、振动波幅及时间记录模块109、位移波形数据库1010、位移波形分析模块1011、左右向位移判断模块1012、前后向位移判断模块1013、垂直向位移判断模块1014、位移波幅及时间记录模块1015、主电源模块1016；总控制模块101分别与声光报警模块102、无线通讯接收模块103、振动波形数据库104、振动波形分析模块105、振动横波形判断模块106、振动纵波形判断模块107、振动面波形判断模块108、振动波幅及时间记录模块109、位移波形数据库1010、位移波形分析模块1011、左右向位移判断模块1012、前后向位移判断模块1013、垂直向位移判断模块1014、位移波幅及时间记录模块1015、主电源模块1016相连。

振动信号采集部分2包括振动子控制模块201、振动信号无线通讯模块202、三轴加速度传感模块203、加速度传感放置状态模块204、振动信号采集电源模块205；振动子控制模块201分别与振动信号无线通讯模块202、三轴加速度传感模块203、加速度传感放置状态模块204、振动信号采集电源模块205相连；安全报警系统中振动信号采集部分2的数量大于5个，每个振动信号采集部分2同时对应的有一个位移信号采集部分3，每个振动信号采集部分2和与其对应的那个位移信号采集部分3组成一个信号采集组。

位移信号采集部分3包括位移子控制模块301、位移信号无线通讯模块302、三轴位移传感模块303、位移传感放置状态模块304、位移信号采集电源模块305；位移子控制模块301与位移信号无线通讯模块302、三轴位移传感模块303、位移传感放置状态模块304、位移信号采集电源模块305相连；安全报警系统中位移信号采集部分3的数量大于5个，每个位移信号采集部分3同时对应的有一个振动信号采集部分2，每个位移信号采集部分3和与其对应的那个振动信号采集部分2组成一个信号采集组。

每个信号采集组的振动信号采集部分2和位移信号采集部分3都与主控部分1分别进行通讯，主控部分1的无线通讯接收模块103分别与振动信号采集部分2的振动信号无线通讯模块202、位移信号采集部分3的位移信号无线通讯模块302之间无线通讯，传送给主控部分1分别接受振动信号无线通讯模块202和位移信号无线通讯模块302的信号，振动信号无线通讯模块202和位移信号无线通讯模块302分别发射振动信号采集部分2采集到的振动信号和位移信号采集部分3采集到的位移信号。在系统的整个工作过程中，一个信号采集组的振动信号采集部分2和位移信号采集部分3与主控部分1均通讯之后，下一个信号采集组的振动信号采集部分2和位移信号采集部分3与主控部分1再通讯，直至各个信号采集组都与主控部分1通讯；根据系统各个信号采集组的实时信号采集情况，主控部分1继续与各个信号采集组的振动信号采集部分2和位移信号采集部分3进行通讯。

主控部分1的振动波形数据库104、振动波形分析模块105、振动横波形判断模块106、振动纵波形判断模块107、振动面波形判断模块108、振动波幅及时间记录模块109对从振动信号采集部分2而来的信号进行进一步分析处理、以判断边坡支护工程是否即将发生振动进而引发塌方，确定即将引发塌方则通过声光报警模块102进行报警提醒过路人员车辆。振动信号采集部分2中的三轴加速度传感模块203和加速度传感放置状态模块204分别对振动信号采集部分2放置位置处的边坡支护工程振动情况实时进行分析检测；如果三轴加速度传感模块203和加速度传感放置状态模块204检测到振动信号采集部分2放置位置处的边坡支护工程存在振动情况，三轴加速度传感模块203和加速度传感放置状态模块204自动将震动情况反馈给振动子控制模块201，振动子控制模块201通过振动信号无线通讯模块202将震动情况实时无线通讯反馈主控部分1，主控部分1对振动信号采集部分2反馈的信号进行实时处理。

主控部分1的位移波形数据库1010、位移波形分析模块1011、左右向位移判断模块1012、前后向位移判断模块1013、垂直向位移判断模块1014、位移波幅及时间记录模块1015对从位移信号采集部分3而来的信号进行进一步分析处理、以判断边坡支护工程是否有可能发生位移进而引发塌方，确定可能引发塌方则通过声光报警模块102进行报警提醒过路人员车辆。位移信号采集部分3中的三轴位移传感模块303和位移传感放置状态模块304对位移信号采集部分3放置位置处的边坡支护工程存在运动位移情况进行检测，如果边坡支护工程存在运动位移情况、则三轴位移传感模块303和位移传感放置状态模块304将位移运动信息反馈给子控制模块301，子控制模块301通过位移信号无线通讯模块302将位移运动信息实时反馈给无线通讯反馈主控部分1，主控部分1对位移信号采集部分3反馈的信号进行实时处理。

主控部分1的无线通讯接收模块103与振动信号采集部分2的振动信号无线通讯模块202之间无线通讯的频率为2.4GHz，主控部分1的无线通讯接收模块103与位移信号采集部分3的位移信号无线通讯模块302之间无线通讯的频率为2.4GHz。

由于本发明公路边坡支护工程安全报警系统通常使用在偏僻地方，为了有效地对系统进行供电以保证其日常工作需要，所以特别需要考虑系统的供电问题。主电源模块1016、振动信号采集电源模块205和位移信号采集电源模块305均可使用太阳能电池，由于太阳能资源非常丰富可以优选使用太阳能电池作为系统的供电方式。在一些对工程安全性要求较高的场合也可以考虑使用更高档次的电源，主电源模块1016、振动信号采集电源模块205和位移信号采集电源模块305也可使用锂电池，定期对主电源模块1016、振动信号采集电源模块205和位移信号采集电源模块305使用的锂电池进行更换同样可以保证系统的供电需要。

总控制模块101、振动子控制模块201、位移子控制模块301均为ARM控制器。

优选实施方式2

图1是本发明公路边坡支护工程安全报警系统的结构示意图，本发明的公路边坡支护工程安全报警系统包括主控部分1、振动信号采集部分2和位移信号采集部分3。

主控部分1包括总控制模块101、声光报警模块102、无线通讯接收模块103、振动波形数据库104、振动波形分析模块105、振动横波形判断模块106、振动纵波形判断模块107、振动面波形判断模块108、振动波幅及时间记录模块109、位移波形数据库1010、位移波形分析模块1011、左右向位移判断模块1012、前后向位移判断模块1013、垂直向位移判断模块1014、位移波幅及时间记录模块1015、主电源模块1016；总控制模块101分别与声光报警模块102、无线通讯接收模块103、振动波形数据库104、振动波形分析模块105、振动横波形判断模块106、振动纵波形判断模块107、振动面波形判断模块108、振动波幅及时间记录模块109、位移波形数据库1010、位移波形分析模块1011、左右向位移判断模块1012、前后向位移判断模块1013、垂直向位移判断模块1014、位移波幅及时间记录模块1015、主电源模块1016相连。

振动信号采集部分2包括振动子控制模块201、振动信号无线通讯模块202、三轴加速度传感模块203、加速度传感放置状态模块204、振动信号采集电源模块205；振动子控制模块201分别与振动信号无线通讯模块202、三轴加速度传感模块203、加速度传感放置状态模块204、振动信号采集电源模块205相连；安全报警系统中振动信号采集部分2的数量大于5个，每个振动信号采集部分2同时对应的有一个位移信号采集部分3，每个振动信号采集部分2和与其对应的那个位移信号采集部分3组成一个信号采集组。

位移信号采集部分3包括位移子控制模块301、位移信号无线通讯模块302、三轴位移传感模块303、位移传感放置状态模块304、位移信号采集电源模块305；位移子控制模块301与位移信号无线通讯模块302、三轴位移传感模块303、位移传感放置状态模块304、位移信号采集电源模块305相连；安全报警系统中位移信号采集部分3的数量大于5个，每个位移信号采集部分3同时对应的有一个振动信号采集部分2，每个位移信号采集部分3和与其对应的那个振动信号采集部分2组成一个信号采集组。

每个信号采集组的振动信号采集部分2和位移信号采集部分3都与主控部分1分别进行通讯，主控部分1的无线通讯接收模块103分别与振动信号采集部分2的振动信号无线通讯模块202、位移信号采集部分3的位移信号无线通讯模块302之间无线通讯，传送给主控部分1分别接受振动信号无线通讯模块202和位移信号无线通讯模块302的信号，振动信号无线通讯模块202和位移信号无线通讯模块302分别发射振动信号采集部分2采集到的振动信号和位移信号采集部分3采集到的位移信号。在系统的整个工作过程中，一个信号采集组的振动信号采集部分2和位移信号采集部分3与主控部分1均通讯之后，下一个信号采集组的振动信号采集部分2和位移信号采集部分3与主控部分1再通讯，直至各个信号采集组都与主控部分1通讯；根据系统各个信号采集组的实时信号采集情况，主控部分1继续与各个信号采集组的振动信号采集部分2和位移信号采集部分3进行通讯。

主控部分1的振动波形数据库104、振动波形分析模块105、振动横波形判断模块106、振动纵波形判断模块107、振动面波形判断模块108、振动波幅及时间记录模块109对从振动信号采集部分2而来的信号进行进一步分析处理、以判断边坡支护工程是否即将发生振动进而引发塌方，确定即将引发塌方则通过声光报警模块102进行报警提醒过路人员车辆。振动信号采集部分2中的三轴加速度传感模块203和加速度传感放置状态模块204分别对振动信号采集部分2放置位置处的边坡支护工程振动情况实时进行分析检测；如果三轴加速度传感模块203和加速度传感放置状态模块204检测到振动信号采集部分2放置位置处的边坡支护工程存在振动情况，三轴加速度传感模块203和加速度传感放置状态模块204自动将震动情况反馈给振动子控制模块201，振动子控制模块201通过振动信号无线通讯模块202将震动情况实时无线通讯反馈主控部分1，主控部分1对振动信号采集部分2反馈的信号进行实时处理。

主控部分1的位移波形数据库1010、位移波形分析模块1011、左右向位移判断模块1012、前后向位移判断模块1013、垂直向位移判断模块1014、位移波幅及时间记录模块1015对从位移信号采集部分3而来的信号进行进一步分析处理、以判断边坡支护工程是否有可能发生位移进而引发塌方，确定可能引发塌方则通过声光报警模块102进行报警提醒过路人员车辆。位移信号采集部分3中的三轴位移传感模块303和位移传感放置状态模块304对位移信号采集部分3放置位置处的边坡支护工程存在运动位移情况进行检测，如果边坡支护工程存在运动位移情况、则三轴位移传感模块303和位移传感放置状态模块304将位移运动信息反馈给子控制模块301，子控制模块301通过位移信号无线通讯模块302将位移运动信息实时反馈给无线通讯反馈主控部分1，主控部分1对位移信号采集部分3反馈的信号进行实时处理。

主控部分1的无线通讯接收模块103与振动信号采集部分2的振动信号无线通讯模块202之间无线通讯的频率为2.4GHz，主控部分1的无线通讯接收模块103与位移信号采集部分3的位移信号无线通讯模块302之间无线通讯的频率为2.4GHz。

由于本发明公路边坡支护工程安全报警系统通常使用在偏僻地方，为了有效地对系统进行供电以保证其日常工作需要，所以特别需要考虑系统的供电问题。主电源模块1016、振动信号采集电源模块205和位移信号采集电源模块305均可使用太阳能电池，由于太阳能资源非常丰富可以优选使用太阳能电池作为系统的供电方式。在一些对工程安全性要求较高的场合也可以考虑使用更高档次的电源，主电源模块1016、振动信号采集电源模块205和位移信号采集电源模块305也可使用锂电池，定期对主电源模块1016、振动信号采集电源模块205和位移信号采集电源模块305使用的锂电池进行更换同样可以保证系统的供电需要。

总控制模块101、振动子控制模块201、位移子控制模块301均为DSP控制器。

优选实施方式3

图1是本发明公路边坡支护工程安全报警系统的结构示意图，本发明的公路边坡支护工程安全报警系统包括主控部分1、振动信号采集部分2和位移信号采集部分3。

主控部分1包括总控制模块101、声光报警模块102、无线通讯接收模块103、振动波形数据库104、振动波形分析模块105、振动横波形判断模块106、振动纵波形判断模块107、振动面波形判断模块108、振动波幅及时间记录模块109、位移波形数据库1010、位移波形分析模块1011、左右向位移判断模块1012、前后向位移判断模块1013、垂直向位移判断模块1014、位移波幅及时间记录模块1015、主电源模块1016；总控制模块101分别与声光报警模块102、无线通讯接收模块103、振动波形数据库104、振动波形分析模块105、振动横波形判断模块106、振动纵波形判断模块107、振动面波形判断模块108、振动波幅及时间记录模块109、位移波形数据库1010、位移波形分析模块1011、左右向位移判断模块1012、前后向位移判断模块1013、垂直向位移判断模块1014、位移波幅及时间记录模块1015、主电源模块1016相连。

振动信号采集部分2包括振动子控制模块201、振动信号无线通讯模块202、三轴加速度传感模块203、加速度传感放置状态模块204、振动信号采集电源模块205；振动子控制模块201分别与振动信号无线通讯模块202、三轴加速度传感模块203、加速度传感放置状态模块204、振动信号采集电源模块205相连；安全报警系统中振动信号采集部分2的数量大于5个，每个振动信号采集部分2同时对应的有一个位移信号采集部分3，每个振动信号采集部分2和与其对应的那个位移信号采集部分3组成一个信号采集组。

位移信号采集部分3包括位移子控制模块301、位移信号无线通讯模块302、三轴位移传感模块303、位移传感放置状态模块304、位移信号采集电源模块305；位移子控制模块301与位移信号无线通讯模块302、三轴位移传感模块303、位移传感放置状态模块304、位移信号采集电源模块305相连；安全报警系统中位移信号采集部分3的数量大于5个，每个位移信号采集部分3同时对应的有一个振动信号采集部分2，每个位移信号采集部分3和与其对应的那个振动信号采集部分2组成一个信号采集组。

每个信号采集组的振动信号采集部分2和位移信号采集部分3都与主控部分1分别进行通讯，主控部分1的无线通讯接收模块103分别与振动信号采集部分2的振动信号无线通讯模块202、位移信号采集部分3的位移信号无线通讯模块302之间无线通讯，传送给主控部分1分别接受振动信号无线通讯模块202和位移信号无线通讯模块302的信号，振动信号无线通讯模块202和位移信号无线通讯模块302分别发射振动信号采集部分2采集到的振动信号和位移信号采集部分3采集到的位移信号。在系统的整个工作过程中，一个信号采集组的振动信号采集部分2和位移信号采集部分3与主控部分1均通讯之后，下一个信号采集组的振动信号采集部分2和位移信号采集部分3与主控部分1再通讯，直至各个信号采集组都与主控部分1通讯；根据系统各个信号采集组的实时信号采集情况，主控部分1继续与各个信号采集组的振动信号采集部分2和位移信号采集部分3进行通讯。

主控部分1的振动波形数据库104、振动波形分析模块105、振动横波形判断模块106、振动纵波形判断模块107、振动面波形判断模块108、振动波幅及时间记录模块109对从振动信号采集部分2而来的信号进行进一步分析处理、以判断边坡支护工程是否即将发生振动进而引发塌方，确定即将引发塌方则通过声光报警模块102进行报警提醒过路人员车辆。振动信号采集部分2中的三轴加速度传感模块203和加速度传感放置状态模块204分别对振动信号采集部分2放置位置处的边坡支护工程振动情况实时进行分析检测；如果三轴加速度传感模块203和加速度传感放置状态模块204检测到振动信号采集部分2放置位置处的边坡支护工程存在振动情况，三轴加速度传感模块203和加速度传感放置状态模块204自动将震动情况反馈给振动子控制模块201，振动子控制模块201通过振动信号无线通讯模块202将震动情况实时无线通讯反馈主控部分1，主控部分1对振动信号采集部分2反馈的信号进行实时处理。

主控部分1的位移波形数据库1010、位移波形分析模块1011、左右向位移判断模块1012、前后向位移判断模块1013、垂直向位移判断模块1014、位移波幅及时间记录模块1015对从位移信号采集部分3而来的信号进行进一步分析处理、以判断边坡支护工程是否有可能发生位移进而引发塌方，确定可能引发塌方则通过声光报警模块102进行报警提醒过路人员车辆。位移信号采集部分3中的三轴位移传感模块303和位移传感放置状态模块304对位移信号采集部分3放置位置处的边坡支护工程存在运动位移情况进行检测，如果边坡支护工程存在运动位移情况、则三轴位移传感模块303和位移传感放置状态模块304将位移运动信息反馈给子控制模块301，子控制模块301通过位移信号无线通讯模块302将位移运动信息实时反馈给无线通讯反馈主控部分1，主控部分1对位移信号采集部分3反馈的信号进行实时处理。

主控部分1的无线通讯接收模块103与振动信号采集部分2的振动信号无线通讯模块202之间无线通讯的频率为2.4GHz，主控部分1的无线通讯接收模块103与位移信号采集部分3的位移信号无线通讯模块302之间无线通讯的频率为2.4GHz。

由于本发明公路边坡支护工程安全报警系统通常使用在偏僻地方，为了有效地对系统进行供电以保证其日常工作需要，所以特别需要考虑系统的供电问题。主电源模块1016、振动信号采集电源模块205和位移信号采集电源模块305均可使用太阳能电池，由于太阳能资源非常丰富可以优选使用太阳能电池作为系统的供电方式。在一些对工程安全性要求较高的场合也可以考虑使用更高档次的电源，主电源模块1016、振动信号采集电源模块205和位移信号采集电源模块305也可使用锂电池，定期对主电源模块1016、振动信号采集电源模块205和位移信号采集电源模块305使用的锂电池进行更换同样可以保证系统的供电需要。

总控制模块101为DSP控制器、振动子控制模块201、位移子控制模块301均为ARM控制器。

优选实施方式4

图1是本发明公路边坡支护工程安全报警系统的结构示意图，本发明的公路边坡支护工程安全报警系统包括主控部分1、振动信号采集部分2和位移信号采集部分3。

主控部分1包括总控制模块101、声光报警模块102、无线通讯接收模块103、振动波形数据库104、振动波形分析模块105、振动横波形判断模块106、振动纵波形判断模块107、振动面波形判断模块108、振动波幅及时间记录模块109、位移波形数据库1010、位移波形分析模块1011、左右向位移判断模块1012、前后向位移判断模块1013、垂直向位移判断模块1014、位移波幅及时间记录模块1015、主电源模块1016；总控制模块101分别与声光报警模块102、无线通讯接收模块103、振动波形数据库104、振动波形分析模块105、振动横波形判断模块106、振动纵波形判断模块107、振动面波形判断模块108、振动波幅及时间记录模块109、位移波形数据库1010、位移波形分析模块1011、左右向位移判断模块1012、前后向位移判断模块1013、垂直向位移判断模块1014、位移波幅及时间记录模块1015、主电源模块1016相连。

振动信号采集部分2包括振动子控制模块201、振动信号无线通讯模块202、三轴加速度传感模块203、加速度传感放置状态模块204、振动信号采集电源模块205；振动子控制模块201分别与振动信号无线通讯模块202、三轴加速度传感模块203、加速度传感放置状态模块204、振动信号采集电源模块205相连；安全报警系统中振动信号采集部分2的数量大于5个，每个振动信号采集部分2同时对应的有一个位移信号采集部分3，每个振动信号采集部分2和与其对应的那个位移信号采集部分3组成一个信号采集组。

位移信号采集部分3包括位移子控制模块301、位移信号无线通讯模块302、三轴位移传感模块303、位移传感放置状态模块304、位移信号采集电源模块305；位移子控制模块301与位移信号无线通讯模块302、三轴位移传感模块303、位移传感放置状态模块304、位移信号采集电源模块305相连；安全报警系统中位移信号采集部分3的数量大于5个，每个位移信号采集部分3同时对应的有一个振动信号采集部分2，每个位移信号采集部分3和与其对应的那个振动信号采集部分2组成一个信号采集组。

每个信号采集组的振动信号采集部分2和位移信号采集部分3都与主控部分1分别进行通讯，主控部分1的无线通讯接收模块103分别与振动信号采集部分2的振动信号无线通讯模块202、位移信号采集部分3的位移信号无线通讯模块302之间无线通讯，传送给主控部分1分别接受振动信号无线通讯模块202和位移信号无线通讯模块302的信号，振动信号无线通讯模块202和位移信号无线通讯模块302分别发射振动信号采集部分2采集到的振动信号和位移信号采集部分3采集到的位移信号。在系统的整个工作过程中，一个信号采集组的振动信号采集部分2和位移信号采集部分3与主控部分1均通讯之后，下一个信号采集组的振动信号采集部分2和位移信号采集部分3与主控部分1再通讯，直至各个信号采集组都与主控部分1通讯；根据系统各个信号采集组的实时信号采集情况，主控部分1继续与各个信号采集组的振动信号采集部分2和位移信号采集部分3进行通讯。

主控部分1的振动波形数据库104、振动波形分析模块105、振动横波形判断模块106、振动纵波形判断模块107、振动面波形判断模块108、振动波幅及时间记录模块109对从振动信号采集部分2而来的信号进行进一步分析处理、以判断边坡支护工程是否即将发生振动进而引发塌方，确定即将引发塌方则通过声光报警模块102进行报警提醒过路人员车辆。振动信号采集部分2中的三轴加速度传感模块203和加速度传感放置状态模块204分别对振动信号采集部分2放置位置处的边坡支护工程振动情况实时进行分析检测；如果三轴加速度传感模块203和加速度传感放置状态模块204检测到振动信号采集部分2放置位置处的边坡支护工程存在振动情况，三轴加速度传感模块203和加速度传感放置状态模块204自动将震动情况反馈给振动子控制模块201，振动子控制模块201通过振动信号无线通讯模块202将震动情况实时无线通讯反馈主控部分1，主控部分1对振动信号采集部分2反馈的信号进行实时处理。

主控部分1的位移波形数据库1010、位移波形分析模块1011、左右向位移判断模块1012、前后向位移判断模块1013、垂直向位移判断模块1014、位移波幅及时间记录模块1015对从位移信号采集部分3而来的信号进行进一步分析处理、以判断边坡支护工程是否有可能发生位移进而引发塌方，确定可能引发塌方则通过声光报警模块102进行报警提醒过路人员车辆。位移信号采集部分3中的三轴位移传感模块303和位移传感放置状态模块304对位移信号采集部分3放置位置处的边坡支护工程存在运动位移情况进行检测，如果边坡支护工程存在运动位移情况、则三轴位移传感模块303和位移传感放置状态模块304将位移运动信息反馈给子控制模块301，子控制模块301通过位移信号无线通讯模块302将位移运动信息实时反馈给无线通讯反馈主控部分1，主控部分1对位移信号采集部分3反馈的信号进行实时处理。

主控部分1的无线通讯接收模块103与振动信号采集部分2的振动信号无线通讯模块202之间无线通讯的频率为2.4GHz，主控部分1的无线通讯接收模块103与位移信号采集部分3的位移信号无线通讯模块302之间无线通讯的频率为2.4GHz。

由于本发明公路边坡支护工程安全报警系统通常使用在偏僻地方，为了有效地对系统进行供电以保证其日常工作需要，所以特别需要考虑系统的供电问题。主电源模块1016、振动信号采集电源模块205和位移信号采集电源模块305均可使用太阳能电池，由于太阳能资源非常丰富可以优选使用太阳能电池作为系统的供电方式。在一些对工程安全性要求较高的场合也可以考虑使用更高档次的电源，主电源模块1016、振动信号采集电源模块205和位移信号采集电源模块305也可使用锂电池，定期对主电源模块1016、振动信号采集电源模块205和位移信号采集电源模块305使用的锂电池进行更换同样可以保证系统的供电需要。

总控制模块101为DSP控制器、振动子控制模块201、位移子控制模块301均为AVR控制器。

Claims (7)

1.一种公路边坡支护工程安全报警系统，其特征在于：包括主控部分(1)、振动信号采集部分(2)和位移信号采集部分(3)；

所述主控部分(1)包括总控制模块(101)、声光报警模块(102)、无线通讯接收模块(103)、振动波形数据库(104)、振动波形分析模块(105)、振动横波形判断模块(106)、振动纵波形判断模块(107)、振动面波形判断模块(108)、振动波幅及时间记录模块(109)、位移波形数据库(1010)、位移波形分析模块(1011)、左右向位移判断模块(1012)、前后向位移判断模块(1013)、垂直向位移判断模块(1014)、位移波幅及时间记录模块(1015)、主电源模块(1016)；所述总控制模块(101)分别与所述声光报警模块(102)、所述无线通讯接收模块(103)、所述振动波形数据库(104)、所述振动波形分析模块(105)、所述振动横波形判断模块(106)、所述振动纵波形判断模块(107)、所述振动面波形判断模块(108)、所述振动波幅及时间记录模块(109)、所述位移波形数据库(1010)、所述位移波形分析模块(1011)、所述左右向位移判断模块(1012)、所述前后向位移判断模块(1013)、所述垂直向位移判断模块(1014)、所述位移波幅及时间记录模块(1015)、所述主电源模块(1016)相连；

所述振动信号采集部分(2)包括振动子控制模块(201)、振动信号无线通讯模块(202)、三轴加速度传感模块(203)、加速度传感放置状态模块(204)、振动信号采集电源模块(205)；所述振动子控制模块(201)分别与所述振动信号无线通讯模块(202)、所述三轴加速度传感模块(203)、所述加速度传感放置状态模块(204)、所述振动信号采集电源模块(205)相连；

所述位移信号采集部分(3)包括位移子控制模块(301)、位移信号无线通讯模块(302)、三轴位移传感模块(303)、位移传感放置状态模块(304)、位移信号采集电源模块(305)；所述位移子控制模块(301)分别与所述位移信号无线通讯模块(302)、所述三轴位移传感模块(303)、所述位移传感放置状态模块(304)、所述位移信号采集电源模块(305)相连。

2.根据权利要求1所述的公路边坡支护工程安全报警系统，其特征在于：所述安全报警系统中振动信号采集部分(2)的数量大于5个。

3.根据权利要求1所述的公路边坡支护工程安全报警系统，其特征在于：所述安全报警系统中位移信号采集部分(3)的数量大于5个。

4.根据权利要求1所述的公路边坡支护工程安全报警系统，其特征在于：所述主电源模块(1016)、所述振动信号采集电源模块(205)和所述位移信号采集电源模块(305)均可使用太阳能电池或锂电池。

5.一种公路边坡支护工程安全报警系统的主控部分，其特征在于：

所述主控部分(1)包括总控制模块(101)、声光报警模块(102)、无线通讯接收模块(103)、振动波形数据库(104)、振动波形分析模块(105)、振动横波形判断模块(106)、振动纵波形判断模块(107)、振动面波形判断模块(108)、振动波幅及时间记录模块(109)、位移波形数据库(1010)、位移波形分析模块(1011)、左右向位移判断模块(1012)、前后向位移判断模块(1013)、垂直向位移判断模块(1014)、位移波幅及时间记录模块(1015)、主电源模块(1016)；所述总控制模块(101)分别与所述声光报警模块(102)、所述无线通讯接收模块(103)、所述振动波形数据库(104)、所述振动波形分析模块(105)、所述振动横波形判断模块(106)、所述振动纵波形判断模块(107)、所述振动面波形判断模块(108)、所述振动波幅及时间记录模块(109)、所述位移波形数据库(1010)、所述位移波形分析模块(1011)、所述左右向位移判断模块(1012)、所述前后向位移判断模块(1013)、所述垂直向位移判断模块(1014)、所述位移波幅及时间记录模块(1015)、所述主电源模块(1016)相连。

6.一种公路边坡支护工程安全报警系统的振动信号采集部分，其特征在于：

所述振动信号采集部分(2)包括振动子控制模块(201)、振动信号无线通讯模块(202)、三轴加速度传感模块(203)、加速度传感放置状态模块(204)、振动信号采集电源模块(205)；所述振动子控制模块(201)分别与所述振动信号无线通讯模块(202)、所述三轴加速度传感模块(203)、所述加速度传感放置状态模块(204)、所述振动信号采集电源模块(205)相连。

7.一种公路边坡支护工程安全报警系统的位移信号采集部分，其特征在于：

所述位移信号采集部分(3)包括位移子控制模块(301)、位移信号无线通讯模块(302)、三轴位移传感模块(303)、位移传感放置状态模块(304)、位移信号采集电源模块(305)；所述位移子控制模块(301)分别与所述位移信号无线通讯模块(302)、所述三轴位移传感模块(303)、所述位移传感放置状态模块(304)、所述位移信号采集电源模块(305)相连。