CN104299366A - 泥石流监测预警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种泥石流监测预警系统，包括数据采集系统、无线通信系统和单片机，所述数据采集系统将信号传送至所述无线通信系统，所述无线通信系统将信号传送至所述单片机，所述单片机与一显示系统连接，所述显示系统用于显示所述单片机处理后的信号，其特征在于：所述数据采集系统包括用于检测雨量的雨量计、用于检测平衡变化信号的平衡感应系统和用于检测位移变化信号的位移测量系统，所述无线通信系统包括无线信号发射器和无线信号接收器。本发明一种泥石流监测预警系统，结构简单，能够对泥石流灾害进行实时有效的监测，且具有体积小，成本低的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种监测预警系统，更具体的说涉及一种泥石流监测预警系统。
背景技术
泥石流是一种危害性极大的地质灾害，其具有突然爆发、能量大、来势凶猛、破坏力极强的特点，给人民生命财产造成极大威胁和损失。泥石流是我国山区常见的严重地质灾害类型之一，对泥石流频发的地质灾害地区采取防范措施，建立泥石流监测预警示范系统刻不容缓。
现有的泥石流监测预警系统体积较大，造价较高，如果在泥石流灾害地区大量投入使用该系统，成本极高，运输和安装也十分不方便，一旦监测预警系统发生故障，维修和更新设备的费用也不少，这都成为泥石流监测预警系统无法普遍实施的限制条件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种泥石流监测预警系统，结构简单，能够对泥石流灾害进行实时有效的监测，且具有体积小，成本低的特点。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种泥石流监测预警系统，包括数据采集系统、无线通信系统和单片机，所述数据采集系统将信号传送至所述无线通信系统，所述无线通信系统将信号传送至所述单片机，所述单片机与一显示系统连接，所述显示系统用于显示所述单片机处理后的信号；
其特征在于：所述数据采集系统包括用于检测雨量的雨量计、用于检测平衡变化信号的平衡感应系统和用于检测位移变化信号的位移测量系统，所述无线通信系统包括无线信号发射器和无线信号接收器；所述雨量计通过导线与所述无线信号发射器连接，所述平衡感应系统通过导线与所述无线信号发射器连接，所述位移测量系统通过导线与所述无线信号发射器连接，所述无线信号接收器与所述单片机连接；
所述雨量计包括带刻度的盛水筒、水位感应器和底座，所述底座上设有用于连接线路的信号输入端和信号输出端，所述水位感应器竖直设置在所述盛水筒内，所述盛水筒的筒口设有挡板，用于防止杂物落入所述盛水筒中；
所述平衡感应系统和所述位移测量系统设置于一透明盒内，所述透明盒设有一保护盒内零件的盒盖，与所述透明盒的开口相对的一侧盒壁设有多个通孔，所述平衡感应系统由多个水银平衡感应开关组成，所述位移测量系统包括穿设于所述透明盒内的遮光杆和多个沿所述遮光杆长度方向并排设置的光槽开关，各光槽开关并排形成一供所述遮光杆活动架设于其内的通槽，所述遮光杆上设有对应于各光槽开关的遮光段，所述遮光杆的一端穿过其中一个所述通孔延伸至所述透明盒外并与一连接板连接。
所述水位感应器由一组外部设置有带磁体浮标的线性霍尔器件组成，所述水位感应器用于改变电路中的电流，所述无线信号发射器可根据通过电路中电流的大小发出不同强度的信号。
所述平衡感应系统位于透明盒的中部，所述位移测量系统位于透明盒内的一侧，所述透明盒的另一侧与所述遮光杆对应设有一可移动的竖杆，所述竖杆的一端穿过另一个所述通孔并与所述透明盒外的连接板连接，用于稳固所述透明盒安装在泥土地上的平衡。
所述平衡感应系统由4个水银平衡感应开关组成，此4个水银平衡感应开关呈“十”字型放置。
所述位移测量系统包括5-7个沿所述遮光杆长度方向并排设置的光槽开关。
所述遮光杆的遮光段表面涂有遮光层。
所述单片机连接有声、光报警单元，通过所述单片机同时控制指示灯报警和扬声器报警。
所述显示系统内设置有系统软件，所述系统软件能实现实时监测，并向指定手机发出报警短信。
采用上述结构后，本发明一种泥石流监测预警系统，雨量计安装在泥石流监测范围内，能够及时检测泥石流发生地区的降雨量和降雨强度，雨量计通过无线通信系统将信号传送至单片机，单片机再将处理后的信号传送至显示系统，显示系统接收到信号后，将实时雨量、日雨量与数据库的数值进行比较核对是否超过上限值，为监测人员提供直观的预测信息；内设有平衡感应系统和位移测量系统的透明盒固定安装在泥石流监测范围内树干旁，或通过泥土、石块等掩埋进行固定，遮光杆露出透明盒体外的部分及连接板呈自由裸露状态，且在泥石流监测范围内分多个区域，每个区域均设置多个透明盒，泥石流发生初期，常出现山体滑坡，泥土松动等前兆现象，由于位移测量系统中的遮光杆上设有对应于各光槽开关的遮光段，当泥土向坡下滑动时，泥土带着连接板向下移动，从而会拖动遮光杆向下移动，而透明盒的位置相对固定，则光槽开关由于失去遮光杆的遮光作用而产生位移变化信号，遮光杆发生的位移越大，则有越多的光槽开关产生透光效果，无线通信系统发出的位移变化信号越强烈，用以区分不同的泥石流灾害级别；山体产生摇晃时会启动水银平衡感应开关，也会产生一定的平衡变化信号，无线信号通信系统将这些信号传送给单片机，经过单片机处理后的数据再传送至显示系统，显示系统显示出灾害发生地和灾害级别，如果根据显示系统显示的灾害发生地有多个透明盒发出信号，说明该区域确实存在发生泥石流的前兆，可及时安排灾区人员撤离，避免发生严重伤亡，提高了监测预警的准确性。
本发明的优点在于：泥石流监测预警系统的结构简单，能够对泥石流灾害进行实时有效的监测；大部分的组成构件均为自组装，成本低，如雨量计、水银平衡感应开关和光槽开关等，使得泥石流监测预警系统的整体造价大幅度降低；将平衡感应系统和位移测量系统集中组合在一起，使得泥石流监测预警系统的整体体积缩减，方便运输和安装，为该系统的大规模使用提供可行性。
进一步，显示系统内设置有系统软件，系统软件能实现实时监测，并向指定手机发出报警短信。显示系统将单片机处理得到的信息和数据库的数值进行比较并核对是否超过上限值，若超过上限值则通过显示系统的系统软件向预定的多部手机发出报警短信。
附图说明
图1为本发明泥石流监测预警系统的工作流程图；
图2为本发明中雨量计的结构示意图；
图3为本发明中雨量计、平衡感应系统和位移测量系统的工作流程图；
图4为本发明中平衡感应系统和位移测量系统的结构示意图；
图5为本发明中透明盒在泥石流监测范围内的安装示意图。
图中：
数据采集系统 1 无线通信系统 2
无线信号发射器 21 无线信号接收器 22
单片机 3 显示系统 4
声、光报警单元 5 雨量计 6
盛水筒 61 水位感应器 62
底座 63 挡板 64
平衡感应系统 7 水银平衡感应开关 71
位移测量系统 8 遮光杆 81
光槽开关 82 透明盒 9
盒盖 91 连接板 92
竖杆 93
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
一种泥石流监测预警系统，包括数据采集系统1、无线通信系统2和单片机3，如图1所示，数据采集系统1将信号传送至无线通信系统2，无线通信系统2将信号传送至单片机3，单片机3与一显示系统4连接，显示系统4用于显示单片机3处理后的信号，单片机3还连接有声、光报警单元5，可通过单片机3同时控制指示灯报警和扬声器报警。
如图3所示，数据采集系统1包括用于检测雨量的雨量计6、用于检测平衡变化信号的平衡感应系统7和用于检测位移变化信号的位移测量系统8，无线通信系统2包括无线信号发射器21和无线信号接收器22。
长时间的连续强降雨或暴雨是诱发泥石流的主要原因，因此利用雨量计6测量出日雨量和降雨强度是预防泥石流不可缺少的信息。雨量计6安装在泥石流监测范围内，如图2所示，雨量计6包括带刻度的盛水筒61、水位感应器62和底座63，底座63上设有用于连接线路的信号输入端和信号输出端，水位感应器62竖直设置在盛水筒61内，盛水筒61的筒口设有挡板64，用于防止大体积的杂物落入盛水筒61中。
雨量计6的水位感应器62由一组外部设置有带磁体浮标的线性霍尔器件组成，该组线性霍尔器件按等级划分，分别对应盛水筒61上的不同刻度线，当盛水筒61内的水位发生变化时，磁体浮标在盛水筒61内的位置也相应发生变化，导致周围磁场发生变化，根据霍尔原理，线性霍尔器件能够感应出磁场的变化，利用线性霍尔传感器的特性，输出电流与外加磁场强度呈线性关系，即水位感应器62可通过对水流量变化的感应而输出不同的电流信号，雨量计6的底座63上的信号输出端通过导线与无线信号发射器21的信号输入端连接，因此雨量计6和无线信号发射器21组成的电路中的电流也发生变化，无线信号发射器21可根据通过电路中电流的大小发出不同强度的电流信号，无线信号发射器21将信号传送至无线信号接收器22，如图3所示，无线信号接收器22通过导线与单片机3连接，并将信号传送至单片机3并进行数据转换，单片机3通过导线与显示系统4连接，单片机3将计算得到的雨量传至显示系统4，显示系统4可显示实时雨量和日雨量。依靠线性霍尔器件灵敏的测量，可以达到对盛水筒61内雨水量的准确测量，提高该雨量计6的准确度。
本发明中的显示系统4可采用本领域常用的显示系统。显示系统4内设置有系统软件，系统软件能实现实时监测，并向指定手机发出报警短信。雨量计6能够及时监测泥石流发生地区的降雨量和降雨强度，显示系统4接收信号后，将实时雨量、日雨量和数据库的数值进行比较核对是否超过上限值，若超过上限值则通过显示系统4的系统软件向预定的多部手机发出报警短信。
平衡感应系统7和位移测量系统8设置于一透明盒9内，如图4所示，透明盒9设有一保护盒内零件的盒盖91，与透明盒9的开口相对的一侧盒壁上设有两个通孔，平衡感应系统7位于透明盒9的中部，平衡感应系统7由4个水银平衡感应开关71组成，此4个水银平衡感应开关71呈“十”字型放置，用于检测各个方向上的平衡变化信号，位移测量系统8位于透明盒9内的一侧，位移测量系统8包括穿设于透明盒9内的遮光杆81和7个沿遮光杆81长度方向并排设置的光槽开关82，各光槽开关82通过连接件固定于透明盒9内，且各光槽开关82并排形成一供遮光杆81活动架设于其内的通槽，且遮光杆81上设有对应于此7个光槽开关82的遮光段，遮光杆81的遮光段表面涂有遮光层，遮光杆81的一端穿过透明盒9的其中一个通孔延伸至透明盒9外并与一连接板92连接，在透明盒9的另一侧与遮光杆81对应设有一可移动的竖杆93，竖杆93的一端也穿过透明盒9的另一个通孔并与连接板92连接，用于稳固透明盒9安装在泥土地上后的平衡。
平衡感应系统7和位移测量系统8分别通过导线与无线信号发射器21的信号输入端连接，平衡感应系统7和位移测量系统8发出的检测信号可通过无线信号发射器21传送至无线信号接收器22，如图3所示，无线信号接收器22将接收到的信号传送至单片机3，单片机3将处理后的信号传至显示系统4，显示系统4用于显示灾害发生地和灾害级别。
本发明中的水位感应器62、水银平衡感应开关71、光槽开关82和单片机3等部件采用本领域公知的部件。
如图5所示，内设有平衡感应系统7和位移测量系统8的透明盒9安装在泥石流监测范围内的树干旁，或通过泥土、石块等掩埋进行固定，遮光杆81露出透明盒体外的部分及连接板92呈自由裸露状态，且在泥石流监测范围内分多个区域，每个区域均设置多个透明盒9，泥石流发生初期，常出现山体滑坡，泥土松动等前兆现象，由于遮光杆81上设有对应于光槽开关82的遮光段，当泥土向坡下滑动时，泥土带着连接板92向下移动，从而拖动遮光杆81向下移动，而透明盒9的位置相对固定，则光槽开关82由于失去遮光杆81的遮光作用而产生位移变化信号，遮光杆81发生的位移越大，则有越多的光槽开关82产生透光效果，无线信号发射器21发出的位移变化信号越强烈，用以区分不同的泥石流灾害级别；山体产生摇晃时会启动水银平衡感应开关71，也会产生一定的平衡变化信号，无线信号接收器22将位移变化和平衡变化这些信号传送给单片机3，经过处理后的信号传送至显示系统4，显示系统4显示出灾害发生地和灾害级别，如果根据显示系统4显示的灾害发生地有多个透明盒9发出信号，说明该区域确实存在发生泥石流的前兆，显示系统4的系统软件可向预定的多部手机发出报警短信，通知相关人员及时安排灾区人员撤离，避免发生严重伤亡，提高了监测预警的准确性。
采用上述结构后，本发明一种泥石流监测预警系统的优点在于：泥石流监测预警系统的结构简单，能够对泥石流灾害进行实时有效的监测；大部分的组成构件为自组装，成本低，如雨量计、水银平衡感应开关和光槽开关等，使得泥石流监测预警系统的整体造价大幅度降低；将平衡感应系统和位移测量系统集中组合在一起，使得泥石流监测预警系统的整体体积缩减，方便运输和安装，为该系统的大规模使用提供可行性。
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
Claims (8)
1.一种泥石流监测预警系统，包括数据采集系统、无线通信系统和单片机，所述数据采集系统将信号传送至所述无线通信系统，所述无线通信系统将信号传送至所述单片机，所述单片机与一显示系统连接，所述显示系统用于显示所述单片机处理后的信号；
其特征在于：所述数据采集系统包括用于检测雨量的雨量计、用于检测平衡变化信号的平衡感应系统和用于检测位移变化信号的位移测量系统，所述无线通信系统包括无线信号发射器和无线信号接收器；所述雨量计通过导线与所述无线信号发射器连接，所述平衡感应系统通过导线与所述无线信号发射器连接，所述位移测量系统通过导线与所述无线信号发射器连接，所述无线信号接收器与所述单片机连接；
所述雨量计包括带刻度的盛水筒、水位感应器和底座，所述底座上设有用于连接线路的信号输入端和信号输出端，所述水位感应器竖直设置在所述盛水筒内，所述盛水筒的筒口设有挡板，用于防止杂物落入所述盛水筒中；
所述平衡感应系统和所述位移测量系统设置于一透明盒内，所述透明盒设有一保护盒内零件的盒盖，与所述透明盒的开口相对的一侧盒壁设有多个通孔，所述平衡感应系统由多个水银平衡感应开关组成，所述位移测量系统包括穿设于所述透明盒内的遮光杆和多个沿所述遮光杆长度方向并排设置的光槽开关，各光槽开关并排形成一供所述遮光杆活动架设于其内的通槽，所述遮光杆上设有对应于各光槽开关的遮光段，所述遮光杆的一端穿过其中一个所述通孔延伸至所述透明盒外并与一连接板连接。
2.根据权利要求1所述的一种泥石流监测预警系统，其特征在于：所述水位感应器由一组外部设置有带磁体浮标的线性霍尔器件组成，所述水位感应器用于改变电路中的电流，所述无线信号发射器可根据通过电路中电流的大小发出不同强度的信号。
3.根据权利要求1所述的一种泥石流监测预警系统，其特征在于：所述平衡感应系统位于透明盒的中部，所述位移测量系统位于透明盒内的一侧，所述透明盒的另一侧与所述遮光杆对应设有一可移动的竖杆，所述竖杆的一端穿过另一个所述通孔并与所述透明盒外的连接板连接，用于稳固透明盒安装在泥土地上的平衡。
4.根据权利要求1所述的一种泥石流监测预警系统，其特征在于：所述平衡感应系统由4个水银平衡感应开关组成，此4个水银平衡感应开关呈“十”字型放置。
5.根据权利要求1所述的一种泥石流监测预警系统，其特征在于：所述位移测量系统包括5-7个沿所述遮光杆长度方向并排设置的光槽开关。
6.根据权利要求1所述的一种泥石流监测预警系统，其特征在于：所述遮光杆的遮光段表面涂有遮光层。
7.根据权利要求1所述的一种泥石流监测预警系统，其特征在于：所述单片机连接有声、光报警单元，通过所述单片机同时控制指示灯报警和扬声器报警。
8.根据权利要求1所述的一种泥石流监测预警系统，其特征在于：所述显示系统内设置有系统软件，所述系统软件能实现实时监测，并向指定手机发出报警短信。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |