CN104715576A - 一种山体滑坡gprs远程无线监测报警系统 - Google Patents

Abstract

一种山体滑坡GPRS远程无线监测报警系统，该系统采用预埋杆或利用山体树干作为山体滑坡位移移动体，再用一根钢线配上滚珠轴承滑轮和下移侧挡块，构成山体滑坡串联位移传递单元，采用永磁铁和干簧管继电器作为位移传感器，当其中任一个位移移动体有位移时，即通过钢丝带动磁铁移动，磁铁移动到干簧管工作区域，两个干簧管闭合，即可触发报警系统，实现本地报警和/或远程报警。该系统结构简单适用，成本低、且测量准确。

Description

一种山体滑坡GPRS远程无线监测报警系统

技术领域

本发明涉及一种山体滑坡监测领域，尤其涉及一种山体滑坡GPRS远程无线监测报警系统。

背景技术

山体滑坡是山区的一种自然灾害之一。地球无时不在运动，只要地球的运动不停止，滑坡的产生就不会消失。所谓滑坡是一种重力地质现象，是地球上广泛存在着的一种次生地质灾害，其主要特征是不稳定的山体斜坡或人工边坡在岩体重力、水及震动力作用下，失去原有平衡和存在的基础发生危害性的破坏。也是一种对人类生命和财产安全构成极大威胁的严重的地质灾害。

近年来，随着气候和生态环境的恶化以及诸多露天采矿、水利、铁路公路工程的纷纷上马，山体滑坡、泥石流等地质灾害日益频繁，由此带来的工程被毁和人员伤亡等损失也越来越大。因此，人们对于加强监测和预报山体滑坡的要求也越来越紧迫。

目前，对于山体滑坡的监测工作，主要是确定可能产生山体滑坡的区域，然后按地质类型选取相应的监测方法。

现有山体滑坡的监测方法有很多，均是以常规监测手段取得重点滑坡的状态信息。常规监测手段如位移监测，主要有相对位移监测、绝对位移监测(大地形变测量)、滑体深部位移监测(钻孔倾斜仪监测)、水平孔多点位移监测、三维激光微位移监测、GPS监测和卫星遥感监测等。由于区域滑坡范围广泛，监测设备复杂、监测点多、成本高，且难以维护。

当然，还要配合其它方法进行山体滑坡综合监测。但是目前较为实用的山体滑坡监测还是位移监测法。如果能进一步简化设施、降低成本、提高实用性，这将是创新的方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种山体滑坡GPRS远程无线监测报警系统，该系统采用永磁铁和两个并列干簧管继电器作为位移传感器，结构简单适用，成本低、且测量准确。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种山体滑坡GPRS远程无线监测报警系统，其特征在于，该系统采用预埋杆或利用山体树干作为山体滑坡位移移动体，再用一根钢线连接位移移动体，构成山体滑坡串联位移传递单元，采用永磁铁和干簧管继电器作为位移传感器，当其中任一个位移移动体有位移时，即通过钢丝带动磁铁移动，磁铁移动到干簧管工作区域，干簧管闭合，即可触发报警系统，实现本地报警和/或远程报警。

所述的山体滑坡GPRS远程无线监测报警系统，包括GPRS无线传输装置、无线监测报警遥控器、干簧管继电器模块、山体位移传递单元、山体位移传递钢丝、山体位移传感单元、山体滑坡无线报警器；

所述的GPRS无线传输装置和无线监测报警遥控器分别实现远程报警和近距离报警；

所述的干簧管继电器模块由GPRS触发干簧管开关(301)、无线遥控器控制干簧管开关(302)构成，GPRS触发干簧管开关(301)的两个引线分别与电源模块的正负极引线相连，无线遥控器控制干簧管开关(302)的两端引线分别与无线监测报警遥控器(200)的正负极引线相连；

所述的山体位移传递单元包括两种形式：一种是通过预埋若干个传递柱的形式，通过钢丝串联；另一种是利用现有的树木，在树木上配置相应的结构，通过钢丝的移动来实现带动永磁铁移动，进而触发干簧管继电器，发出报警。

所述的干簧管继电器模块的另一种结构，用于没有交流电的地方。所述的干簧管继电器模块还包括一个直流电源模块供电启动干簧管开关(303)，锂电池和继电器开关；当现场没有交流电时，山体滑坡时，磁铁移动，干簧管开关(303)接通电路，继电器线圈得电，锂电池供电。

与现有技术相比，本发明具有下列优点和积极效果：

1、本发明采用永磁铁和两个并列干簧管继电器作为位移传感器，其结构极为简单、成本十分低廉，这是用于山体滑坡位移检测传感器与执行器合一的一项原理创新。

2、本发明采用预埋杆或利用山体树干，作为山体滑坡位移移动体，再用一根钢线配上滚珠轴承滑轮和下移侧挡块，构成山体滑坡串联位移传递单元。其中任一个移动体有位移时，即可触发报警系统，而不必在毎个移动体上都安装位移传感器。这样系统结构也是最为简单，成本十分低廉，这是用于山体滑坡位移传递结构的又一项原理创新；

3、本发明采用GPRS远程无线短信报警，可显示在手机或电脑上，或直接与强声电子报警装置相连，实现远程无线短信或直接报警；

4、本发明采用一块位移检测永磁铁和两个并列干簧管继电器作位移传感器，当其中一个干簧管继电器作为GPRS远程无线短信报警起动信号，另一个作为当地遥控(近距离或433式中距离)报警起动信号，实现两种同时报警功能；

当系统采用直流供电时，为节省能源，通常时候“系统”不接电源，当有山体滑坡时，永磁铁首先触发电源启动电路，给“系统”供电，或称即时供电。即时供电是本发明又一项创新。

5、、本发明可以方便地安置成山体滑坡群监测和GPRS远程无线报警系统，也可用于其他多种位移监测报警场合。

附图说明

图1是山体滑坡远程无线监测系统原理图。

图2是GPRS无线传输装置外形图。

图3是GPRS无线传输装置原理图。

图4是无线监测报警遥控器原理图。

图5是干簧管继电器模块接线图。

图6是采用锂电池直流供电模块的干簧管继电器模块接线图。

图7是山体立柱位移传递单元结构原理图。

图8是山体树位移传递单元结构原理图。

图9是图8中位移传递单元夹紧套的结构图。

图10是山体位移传递钢丝结构图。

图11是山体位移传感单元结构原理图。

图12是山体滑坡无线报警器原理图。

图13是GPRS无线传输装置电路原理图。

图14-图20是图13GPRS无线传输装置电路图的分解图。

图14是GPRS电路图。

图15是嵌入式微电脑电路图。

图16是上电复位电路图。

图17是电源电路图。

图18是LCD显示图。

图19是手机号码设置的电路图。

图20是测温电路和开关量检测电路图(控制干簧管继电器开闭)

图中，各符号含义如下：

100—GPRS无线传输装置

101—盒体结构 102—导向块 103—插头座 104—电源变换器(AC220变DC12V)105—开关引线

200—无线监测报警遥控器

201—按钮 202—指示灯

300—干簧管继电器模块

301—GPRS触发干簧管开关 302—无线遥控器控制干簧管开关 303—直流电源模块供电启动干簧管开关(代替启动按钮)

400-1—山体立柱位移传递单元

401—山体位移传递柱 402—轴承滑轮 403—可调定位块 404—定位块锁紧螺钉

400-2—山体树位移传递单元

402—轴承滑轮 403—可调定位块 404—定位块锁紧螺钉 405—轴承滑轮轴 406—夹紧螺钉一 407—夹紧螺钉二 408—山体树主干 409—位移传递单元夹紧套

500—山体位移传递钢丝

600—山体位移传感单元

601—固定柱 602—挡环 603—U型调节器 604—限位块 605—锁紧螺钉606—牵引钢丝 607—张紧弹簧 608—位移检测永久磁铁 609—塑料板 610—锁紧环

700—山体滑坡无线报警器

701—无线报警器 702—电源和工作状态开关 703—锂电池 704—充电插孔705—扬声器或警示电笛 706—报警器指示灯 707—无线接收天线。

800—采用锂电池直流供电模块

801—直流输出插头(DC7.5V—24V) KM—继电器线圈 KM1—继电器常开触点KM2—继电器常闭触点 SB—手动停止按钮 E—锂电池(DC7.5V—24V)

具体实施方式

下面结合附图通过具体实施方式对本发明的具体内容进行详细说明。

一种山体滑坡GPRS远程无线监测报警系统，该系统采用预埋杆或利用山体树干作为山体滑坡位移移动体，再用一根钢线配上滚珠轴承滑轮和下移侧挡块，构成山体滑坡串联位移传递单元，采用永磁铁和两个并列干簧管继电器作为位移传感器，当其中任一个位移移动体有位移时，即通过钢丝带动磁铁移动，磁铁移动到干簧管工作区域，两个干簧管闭合，即可触发报警系统，实现本地报警和远程报警。

见图1，山体滑坡GPRS远程无线监测报警系统，包括GPRS无线传输装置100、无线监测报警遥控器200、干簧管继电器模块300、山体位移传递单元400、山体位移传递钢丝500、山体位移传感单元600、山体滑坡无线报警器700。

见图2，GPRS无线传输装置100的外形为盒体101，在盒体101上设有导向块102，钢丝500由导向块102中间的孔中穿过，导向块102对钢丝500起到导向作用。在盒体外部还设有开关引线105和电源变换器104插头。

见图3，为GPRS无线传输装置的内部电路结构图，电路结构包括嵌入式微电脑、上电复位电路、测温电路、LCD显示屏、GPRS模块分别与嵌入式微电脑相连接。嵌入式微电脑设有地址设置接口和开关量监测模块，开关量检测模块设有开关引线105，开关引线105伸出于盒体，与干簧管继电器模块(图1、图5)连接；电源电路模块(电源变换器104，图2)外部设有插头。

见图4，无线监测报警遥控器200设有正负极引线，报警指示灯202、按钮201。按钮201是本地报警调试用，手动按钮。

见图5，干簧管继电器模块由GPRS触发干簧管开关301、无线遥控器控制干簧管开关302构成，GPRS触发干簧管开关301的两个引线分别与引线105的正负极引线相连，无线遥控器控制干簧管开关302的两端引线分别与无线监测报警遥控器200的正负极引线相连。

图6是干簧管继电器模块的另一种实施方式，适用于本发明滑坡报警装置用于电网供电不方面的地方，干簧管继电器模块采用锂电池直流供电模块，并设有继电器开关。平时不接通，山体发生位移时，电源才接通。

该干簧管继电器模块由GPRS触发干簧管开关301、无线遥控器控制干簧管开关302、直流电源模块供电启动干簧管开关(代替启动按钮)303构成。该装置的供电系统由12V锂电池和继电器开关构成。当现场没有交流电时，山体滑坡时，磁铁移动，干簧管开关303接通电路，继电器线圈得电，锂电池E工作，电源供应。其它结构原理同图5。

在山坡上的监测缓坡可能发生的滑坡区域中，设有若干个山体位移传递单元。山体位移传递单元的设计包括两种形式，一种是通过预埋若干个传递柱的形式，通过钢丝串联；另一种是利用现有的树木，在树木上配置相应的结构，通过钢丝的移动来实现带动永磁铁移动，进而触发干簧管继电器，发出报警。

见图7，预埋传递柱形式的山体位移传递单元，包括预埋在监测区域的传递柱401、轴承滑轮402、可调定位块403、定位块锁紧螺钉404。可调定位块403穿在钢丝500上，通过定位块锁紧螺钉404将钢丝与可调定位块403固定在一起，可调定位块403与传递柱401侧部靠紧，在传递柱401上设有轴承滑轮402，轴承滑轮402对钢丝500起到导向作用。

如发生山体滑坡时，其中一个干簧管开关301作为GPRS远程无线短信报警起动信号，另一个干簧管开关302作为当地遥控(近距离或433式中距离)报警起动信号，实现两种报警同时启动的功能。

见图8，该方案是利用现有树木作为固定传感器结构形式的山体位移传递单元，包括山体树主干408、轴承滑轮402、轴承滑轮轴405、可调定位块403、定位块锁紧螺钉404、夹紧螺钉一406、夹紧螺钉二407、位移传递单元夹紧套409。可调定位块403穿在钢丝500上，通过定位块锁紧螺钉404将钢丝与可调定位块403固定在一起，可调定位块403与传递柱408侧部靠紧，在传递柱401上设有轴承滑轮402，轴承滑轮402对钢丝500起到导向作用。

见图9，考虑到树木在增长，所述的位移传递单元夹紧套409设有凸起结构，给树木增长预留一定的空间。

见图10，是山体位移传递钢丝的结构图。

见图11，山体位移传感单元包括塑料板609、位移检测永磁铁608、张紧弹簧607、锁紧环610、牵引钢丝606、锁紧螺钉605、限位块604、U形调节器603、挡环602、固定柱601。永磁铁608固定在塑料板609上，塑料板609的另一端连接有张紧弹簧607，张紧弹簧607的另一端连接有牵引钢丝606，牵引钢丝606由限位块604中心穿过，限位块604上设有调节钢丝500位置后进行固定用的锁紧螺钉605。牵引钢丝606由限位块604中心穿过后，再穿过固定柱601，最后由挡环602中间的孔穿出，牵引钢丝606的另一端通过U形调节器(弹簧片)锁紧，U形调节器用来调节钢丝500与弹簧张紧607的相对位置，即起到调节钢丝张力的作用。固定柱601固定在不可移动的基岩上，起到将整个装置在一端固定的作用。

位移传递单元的传递钢丝500端部与传感单元600中的塑料板609固定，通过锁紧环610锁紧。张紧弹簧607的作用是防止风吹动钢线500产生位移或者保持钢线本身的平衡状态。

山体滑坡通常发生的部位是被风化的疏松的地层，山体位移传递单元400中的传递柱401设置在山体易滑坡区域。该装置也可埋在地下，设置于地下的管道中。

见图12，山体滑坡无线报警器700，包括无线报警器701、电源和工作状态开关702、锂电池703、充电插孔704、扬声器或警示电笛705、报警器指示灯706。

见图13，为GPRS无线传输装置电路原理图。

本发明山体滑坡GPRS远程无线监测报警系统，通过位移监测，采用永磁铁和干簧管作为位移检测手段，通过无线报警(两种无线方式：GPRS、433方式)，实现山体滑坡报警。

当发生山体滑坡时，其中一个或几个位移传递单元(固定柱或树木)发生移动，即带动钢丝500移动，钢丝移动带动永磁铁608移动，触发干簧管继电器开关，发出近程报警(233方式)和远程GPRS报警。

Claims (3)

1.一种山体滑坡GPRS远程无线监测报警系统，其特征在于，该系统采用预埋杆或利用山体树干作为山体滑坡位移移动体，再用一根钢线连接位移移动体，构成山体滑坡串联位移传递单元，采用永磁铁和干簧管继电器作为位移传感器，当其中任一个位移移动体有位移时，即通过钢丝带动磁铁移动，磁铁移动到干簧管工作区域，干簧管闭合，即可触发报警系统，实现本地报警和/或远程报警。

2.根据权利要求1所述的山体滑坡GPRS远程无线监测报警系统，其特征在于，包括GPRS无线传输装置、无线监测报警遥控器、干簧管继电器模块、山体位移传递单元、山体位移传递钢丝、山体位移传感单元、山体滑坡无线报警器；

所述的GPRS无线传输装置和无线监测报警遥控器分别实现远程报警和近距离报警；

所述的干簧管继电器模块由GPRS触发干簧管开关(301)、无线遥控器控制干簧管开关(302)构成，GPRS触发干簧管开关(301)的两个引线分别与电源模块的正负极引线相连，无线遥控器控制干簧管开关(302)的两端引线分别与无线监测报警遥控器(200)的正负极引线相连；

所述的山体位移传递单元包括两种形式：一种是通过预埋若干个传递柱的形式，通过钢丝串联；另一种是利用现有的树木，在树木上配置相应的结构，通过钢丝的移动来实现带动永磁铁移动，进而触发干簧管继电器，发出报警。

3.根据权利要求2所述的山体滑坡GPRS远程无线监测报警系统，其特征在于，所述的干簧管继电器模块还包括一个直流电源模块供电启动干簧管开关(303)，锂电池和继电器开关；当现场没有交流电时，山体滑坡时，磁铁移动，干簧管开关(303)接通电路，继电器线圈得电，锂电池供电。