CN105844859B - 一种公路危岩无线监测预警系统 - Google Patents

一种公路危岩无线监测预警系统 Download PDF

Info

Publication number
CN105844859B
CN105844859B CN201610243085.5A CN201610243085A CN105844859B CN 105844859 B CN105844859 B CN 105844859B CN 201610243085 A CN201610243085 A CN 201610243085A CN 105844859 B CN105844859 B CN 105844859B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wireless
alarm
billboard
crag
gprs
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610243085.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105844859A (zh
Inventor
华涛
李永红
景波云
蓝彦
芮钧
苏天明
解祥富
罗孝兵
胡少英
李桂平
安保庆
李冰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing NARI Group Corp
State Grid Electric Power Research Institute
Original Assignee
Nanjing NARI Group Corp
State Grid Electric Power Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing NARI Group Corp, State Grid Electric Power Research Institute filed Critical Nanjing NARI Group Corp
Priority to CN201610243085.5A priority Critical patent/CN105844859B/zh
Publication of CN105844859A publication Critical patent/CN105844859A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105844859B publication Critical patent/CN105844859B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal operating condition and not elsewhere provided for
    • G08B21/02Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/10Alarms for ensuring the safety of persons responsive to calamitous events, e.g. tornados or earthquakes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof in so far as they are not adapted to particular types of measuring means of the preceding groups
    • G01B21/32Measuring arrangements or details thereof in so far as they are not adapted to particular types of measuring means of the preceding groups for measuring the deformation in a solid

Abstract

本发明公开了一种公路危岩无线监测预警系统,包括多个低功耗一体化无线点式测斜仪、系统主控装置、由监测主机及数据管理系统和GPRS DTU构成的远程管理中心、GPRS云服务器、由声光报警告示牌和文字灯光报警告示牌构成的声光报警系统、现场用RF无线遥控收发器、铅酸蓄电池和太阳能电池板。本发明基于一个ZigBee无线通信管理器构建无线传感网和现场声光报警控制网,基于GPRS组成远程预警和远程控制网络,基于RF无线通信技术实现现场人工无线控制,基于三种无线通信技术的系统结构设计,为现场各装置的低功耗提供了可能、为各装置在现场的安装部署和人员操作提供了极大的便利性。

Description

一种公路危岩无线监测预警系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种公路危岩无线监测预警系统,属于危岩监测技术领域。
背景技术
[0002]现有的危岩或边坡监测预警系统多采用二维或三维图像监测、雷达监测、激光监 测、超声波监测以及光纤光栅的监测方法,主要差别在于对于山体变形的传感采集方法不 同,传感器均存在较大不同。因此,各方法的系统构成、装置成本、施工成本以及后续维护费 用均存在较大差异。公路及铁路危岩监测的背景,在于高边坡一般所处地理位置较为偏僻, 边坡自身恶劣的特殊地理环境,监测装置的电源供应、埋设和施工、以及后期的维护对于系 统的成功应用至关重要,从而对危岩监测系统采用的技术和方案设计提出了较高的要求。 [0003]中国发明专利公开号CN10f5118241A公开了一种用于危岩体崩塌监测的预警系统, 该系统是为一种岩体运动监测装置,无数据记录和处理功能,预警需要现场人员看到警示 灯再人工发出灾害警报,是一种非自动化预警系统;中国发明专利公开号CN104751603A公 开了危岩崩塌监测预警系统及方法,该方法是图像监测方法的一种,采用两台激光摄像机 监测100米范围内的危岩体的变形,但图像法存在的问题主要在于受雨雪雾尘等影响较大 且装置功耗较大,电源要求较高,此外动物及人类在监测区域的活动也会导致图像分析误 判;中国发明专利公开号CN103033140A公开了一种利用激光位移传感器监测危岩体崩塌的 装置,该装置由激光位移传感器、标靶、无线传输模块等组成,该装置组成复杂,可实现高精 度测量,但对安装地点要求较高,成本较高。
[0004] 目前危岩监测预警系统主要存在以下缺点:
[0005] 1)组成装置成本高
[0006]现有的激光测距、机载雷达、夜视摄像头摄像、超声波测距、光纤光栅变形测量等 方法应用于危岩及崩塌体监测,设备的组成成本较高,且设备功耗较高,需依靠市电或者配 置大容量蓄电池,从而导致系统整体成本较高,初始投资较高。
[0007] 2)安装维护不够方便
[0008]由于公路或铁路两侧的边坡环境较为恶劣,装置的安装铺设极为不便,例如光纤 光栅传感器无法铺设在待监测的边坡危岩上,只能铺设在边坡下的铁路沿线;摄像头、激光 及超声波发射装置功耗大,电源的供应要求较高,需要铺设电缆或者采用大容量蓄电池配 合太阳能板供电,在危岩边坡上的安装存在较大的不便。
[0009] 3)应用环境要求高
[0010]现有的摄像图像分析监测方法,受监测区域人或动物的活动,以及监测区植被的 晃动、落叶等影响,会导致图像处理出现误判,需要人工进行分析干预,无法做到全自动化 监测预警;激光、超声波监测方法,由于激光和超声波自身的特性,受到发射距离、雨雪雾尘 以及温度的影响较为显著,对安装地点的环境要求比较高。
[0011] 4)系统功能不完备
[0012] 现有的危岩监测预警系统,有些仅实现对危岩突发情况的监测功能,无对危岩渐 变过程的实时监测;有些仅记录数据,数据需后续分析得出,无法做出实时判断提供预警功 能;有些仅向远程中心提供预警信息,无现场实时预警设施及功能;有些具备现场预警设 施,但实施设置不合理,且无法远程控制启动预警系统,无法真正实现对车辆行人的预警功 能。
发明内容
[0013]为解决现有危岩监测预警系统技术和功能上的不足,本发明提出了一种功能构成 完整、装置成本低、施工便捷、组网方便、运行可靠的全自动化、低功耗的公路危岩无线监测 预警系统,具有实时监测、智能判断、远程预警控制和现场声光预警控制等功能。
[0014] 为达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:
[0015] 一种公路危岩无线监测预警系统,包括多个一体化无线点式测斜仪、系统主控装 置、由监测主机及数据管理系统和GPRS DTU构成的远程管理中心、GPRS云服务器、由声光报 警告示牌和文字灯光报警告示牌构成的声光报警系统、现场用RF无线遥控收发器、铅酸蓄 电池和太阳能电池板;
[0016] 所述多个一体化无线点式测斜仪安装于危岩上的待监测点,组成对危岩变形的无 线传感监测网络,将实时监测数据发送给系统主控装置;所述系统主控装置通过ZigBee网 络的管理,实现对无线传感监测网络以及声光报警系统的无线管理;
[0017] 所述系统主控装置通过GRPS云服务器和GPRS DTU,将监测数据定时、将报警信息 实时发送给远程管理中心的监测主机及数据管理系统,同时,系统主控装置实时接收监测 主机及数据管理系统的远程遥控命令,开启或关闭声光报警系统;
[0018] 所述GPRS云服务器通过建设第三方的云平台固定IP服务器,实现现场系统主控装 置的GPRS无线通信模块和远程管理中心的GPRS DTU的GPRS通信的数据解析和转发;
[0019] 所述现场用RF无线遥控收发器,用于现场操作人员无线遥控系统主控装置,现场 开启或关闭声光报警系统;
[0020] 所述铅酸蓄电池和太阳能电池板在系统主控装置的电源管理下,实现对系统主控 装置的供电。
[0021] 前述的系统主控装置由主控模块、ZigBee无线通信管理模块、GPRS无线通信模块、 电源管理模块和RF无线遥控接收器、ZigBee天线和GPRS吸盘天线组成;所述电源管理模块 实现对太阳能电池板和铅酸蓄电池的充电管理;所述ZigBee无线通信管理模块实现对无线 传感监测网络和声光报警系统的ZigBee网络节点的动态管理,实现将采集到的危岩变形监 测数据实时发送给主控模块,并在主控模块的控制下,实现对声光报警系统的无线遥控;所 述GPRS无线通信模块通过GPRS云服务器,实现对主控模块和远程管理中心的远程通信; [0022] 在正常工作中,所述主控模块分析实时采集的危岩变形监测数据,结合内部的危 岩崩塌预警模型,智能判断是否进行预警;若无需预警,则将危岩变形监测数据整理汇编后 根据远程管理中心设定的自报周期定时通过GPRS无线通信模块发送给远程管理中心;若危 岩变形监测数据达到预警阈值,则主控模块立即将危岩变形监测数据发送给远程管理中 心,同时,自动通过ZigBee无线通信管理模块启动公路沿线安装的声光报警告示牌,并设置 提高一体化无线点式测斜仪的测量频次,对危岩变形进行加密测量。
[0023]前述的当现场巡视人员发现有系统未监测到的异常情况时,通过现场RF无线遥控 方式,人工向RF无线遥控接收器发送控制信号,再通过主控模块启动现场的声光报警告示 牌;当预警发出的险情排除后,人工遥控关闭现场的声光报警告示牌。
[0024]前述的一体化无线点式测斜仪由安装底座、第一太阳能板、点式测斜仪外壳和置 于点式测斜仪外壳内的无线点式测斜仪电路板、倾斜传感芯片、内置ZigBee天线和内置可 充电电池组构成,所述第一太阳能板嵌入点式测斜仪外壳的上表面,构成一体化设计;所述 安装底座上设置安装调节螺杆,通过安装调节螺杆将仪器调整至初始位置;所述安装底座 上还设置倾斜敏感方向标志。
[0025]前述的声光报警系统由3个声光报警告示牌和1个文字灯光报警告示牌组成,所述 声光报警告示牌和文字灯光报警告示牌的外部均由告示牌体、避雷针、第二太阳能板、LED 灯光阵列、安装立柱、避雷针接地线组成;所述告示牌体安装在安装立柱上,告示牌体上设 LED灯光阵列,所述第二太阳能板安装在告示牌体上端,第二太阳能板顶部设避雷针,所述 避雷针接地线沿安装立柱埋入土中。
[0026]前述的声光报警告示牌和文字灯光报警告示牌的内部均由ZigBee通信模块、报警 告示牌主控模块、led灯组驱动模块、喇叭外放驱动模块、电源管理模块、可充电的内置蓄电 池组、内置喇叭外放以及内置的ZigBee天线构成;所述报警告示牌主控模块通过ZigBee通 信模块接收到系统主控装置发出的启动信号后,立即控制LED灯组驱动模块启动LED灯光阵 列闪烁,控制喇叭外放驱动模块驱动内置喇叭外放报警;非报警状态下,报警告示牌主控模 块关闭LED灯组驱动模块和喇叭外放驱动模块。
[0027]前述的3个声光报警告示牌和1个文字灯光报警告示牌依据工程应用的方便安装, 位于公路的同一侧或者路两侧,所述3个声光报警告示牌和1个文字灯光报警告示牌间隔一 定的距离安装,间隔的距离依据监测路段的最高限速以及司机的反应时间确定。
[0028] 本发明所达到的有益效果:
[0029] 1、本发明综合利用了 ZigBee技术、GPRS技术和RF射频技术这三种无线通信技术的 优点,基于一个ZigBee无线通信管理器构建无线传感网和现场声光报警控制网,基于GPRS 组成远程预警和远程控制网络,基于RF无线通信技术实现现场人工无线控制,形成了一个 功能组成完备、优势互补的公路危岩无线监测预警系统,其中,ZigBee技术具有低功耗、低 成本、通信免费、通信距离近、网络容量大、自组网、自适应的特点,因此,适合于现场多个监 测点及控制点采用,各监测点大量的实时数据通过ZigBee网络发送至主控装置;GPRS技术 只要在移动信号覆盖的区域,通信范围几乎不受通信距离的限制,但运行中流量需要付费, 因此,本发明采用GPRS技术用于实现报警数据、定时整编的数据以及远程遥控的数据通信, 通过这样的方案设计,将大量实时的监测数据传输运行于免费的ZigBee通信网络,而将报 警等异常情况或整理过的数据通过付费的GPRS发送到远程中心,大幅减少了流量费用。此 夕卜,RF射频技术具有成本低廉、功耗低,且市面上成熟的RF遥控产品众多,产品体积小,携带 方便,适合于公路巡检人员进行现场开启或关闭报警装置使用,避免当主控装置安装于边 坡或不易到达的位置时,现场人员无需爬坡即可实现遥控操作。本发明采用这三种无线技 术的网络结构设计,充分考虑了工程应用的安装及维护,相比现有的公路危岩监测预警系 统,应用价值的优点显著;
[0030] 2、本发明采用了低功耗技术以及无线ZigBee技术构建无线传感网来监测危岩的 变形,采用的低功耗无线点式测斜仪功耗低、测量精度高,采用了内置铅酸蓄电池配合外壳 太阳能板的供电方式,实现了装置的一体化封装,外部无任何引线,因此,确定监测点后,安 $方便,且监测点在同一网络中独立工作,任何一点损坏不影响其他测点正常工作Y基本不 受外界雨雪雾尘和动物活动的影响,提高了本发明相对其他类似系统的环境适应性,降低 了系统构建成本,降低了系统报警误判的可能性;
[0031] 3、本发明的主控装置采用ZigBee技术实现对无线传感网和声光报警预警控制系 统的通信管理,点与点之间稳定的无线通信距离在1000米左右,且各通信节点互为中继,因 此监测点布置方便,声光报警告示牌可选择合适的位置安装于公路的两侧^主控装置也可 选择合适位置安装,显著提高了现场安装施工的便利性。
[0032] 4、本发明的主控装置实时分析无线传感网采集的数据,结合内置的危岩崩坍分析 模型,智能判断,然后自动决定是否启动现场的声光报警告示牌;主控装置同时通过GPRS向 远程管理中心上报实时监测数据和预警信息,此外,远程管理中心亦可以通过人工分析数 据,判断岩体变化趋势,人工远程遥控启动现场声光报警系统,或根据需要,远程遥控关闭 现场声光报警系统;相比其它危岩监测系统,智能化、自动化程度显著提高。
[0033] 5、本发明的声光报警控制系统,由各自独立工作的四个声光及文字报警告示牌组 成,每个告示牌采用独立的蓄电池配合太阳能板电源系统,通过无线ZigBee技术与主控装 置进行通信,接收主控装置的无线控制命令。声光及文字报警告示牌平时工作于低功耗状 态,只有收到预警控制命令后才开启或关闭。声光及文字报警告示牌依据行车速度和驾驶 人员反应时间进行计算确定,再结合现场工况进行安装,相比现在预警系统仅提供单点报 警的方法,可更好地保护公路行车安全,提高了系统的实用价值。 ^
附图说明
[0034]图1为本发明公路危岩无线监测预警系统的整体结构示意图;
[0035]图2为本发明的系统主控装置的功能组成示意图;
[0036]图3为本发明的低功耗一体化无线点式测斜仪组成示意图:
[0037]图4为本发明的声光报警控制系统外部结构示意图;
[0038]图5为本发明的声光报警控制系统内部功能结构示意图。
具体实施方式
[0039]下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明 的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0040]如图1所示:本发明的公路危岩无线监测预警系统包括多个低功耗一体化无线点 式测斜仪1、系统主控装置2、监测主机及数据管理系统3、GPRS DTU4、GPRS云服务器5、多个 声光报警告示牌6、一个文字灯光报警告示牌7、现场用RF无线遥控收发器8、铅酸蓄电池9和 太阳能电池板10。具体的,多个低功耗一体化无线点式测斜仪1安装于危岩上的待监测点, 组成对危岩变形的无线传感监测网络,将实时监测数据发送给系统主控装置2;系统主控装 置2通过ZigBee网络的管理,实现对无线传感监测网络、以及由声光报警告示牌6和文字灯 光报警告示牌7组成的声光报警系统的无线管理。
[0041]同时,系统主控装置2通过GRPS云服务器5和GPRS DTU4,将监测数据定时、报警信 息实时发送给远程管理中心的监测主机及数据管理系统3,同时,系统主控装置2实时接收 监测主机及数据管理系统3的远程遥控命令,开启或关闭声光报警系统。
[0042] GpRS云服务器5通过建设第三方的云平台固定IP服务器,实现现场系统主控装置2 的GPRS无线通信模块和远程管理中心的GPRS DTU4的GPRS通信的数据解析和转发服务工 作。
[0043]现场用RF无线遥控发送器8,用于现场操作人员无线遥控系统主控装置2,现场开 启或关闭声光报警系统。铅酸蓄电池9和太阳能电池板10在系统主控装置2的电源管理下, 实现对系统主控装置2的供电。
[0044]本发明整体系统的网络结构综合利用了 Zi gBee技术、GPR艰术和RF射频技术这三 者无线通信技术的优点,有效融合形成了一个优势互补、功能完备的传感采集通信控制网 络^其中,ZigBee技术具有低功耗、低成本、近距离、网络容量大以及自适应组网能力强的特 点,因此作为现场多个测点和控制点的无线通信网络;GPRS技术具有通信距离不受限制(只 要有移动网络信号覆盖)的特点,但运行期流量需要付费,因此用作远程控制、报警数据及 定时整编数据的通信网络,大幅减少通信数据量,降低运行期费用;RF射频无线技术成本低 廉、功耗低、相关产品成熟且便于携带,但组网能力不强,因此,适合于现场点对点的无线遥 控。基于上述三种无线通信技术优点形成的公路危岩监测预警系统,可以使各测量装置、主 控装置及报警装置根据现场的工程环境,选择合适的地点安装,大幅降低安装成本,并保证 现场维护人员可以无需爬山或者爬坡即可实现对主控装置及报警装置的操作。
[0045]如图2所示,系统主控装置由主控模块2_l、ZigBee无线通信管理模块2_2、GPRS无 线通信模块2_3、电源管理模块2-4和RF无线遥控接收器2_5、外置的高增益玻璃钢ZigBee天 线2-6和GPRS吸盘天线2-7组成。其中,电源管理模块2-4实现对外接的太阳能电池板1〇和铅 酸蓄电池9的充电管理;ZigBee无线通信管理模块2-2实现对多个低功耗一体化无线点式测 斜仪1构成的低功耗无线传感监测网络和声光报警控制系统的ZigBee网络节点的动态管 理,实现将采集到的危岩变形监测数据实时发送给主控模块,并在主控模块的控制下,实现 对声光报警告示牌6的无线遥控;GPRS无线通信模块2-3则通过GPRS云服务器3,用于现场的 主控模块2-1和远程管理中心的远程通信。在正常工作中,主控模块2-1分析实时采集的危 岩变形监测数据,结合内部的危岩崩塌预警模型,智能判断是否进行预警;若无需预警,则 将危岩变形监测数据整理汇编后根据管理中心设定的自报周期定时通过GPRS无线通信模 块2_3发送给远程管理中心;若危岩变形监测数据达到预警阈值,则主控模块2-1立即将预 警数据发送给远程管理中心,同时,自动通过ZigBee无线通信管理模块22-启动公路沿线安 装的声光报警告示牌6,并设置提高无线点式测斜仪的测量频次,对变形进行加密测量。 [0046]通过上述的工作设计模式,本发明既保证了对危岩变形监测的实时性,又保证了 现场各设备在未达到预警阈值时保持低功耗工作状态,延长了蓄电池保证系统正常工作的 时间,同时,监测数据的定时整编发送,也减少了与远程管理中心的GPRS通信数据量,降低 后期运维费用。在监测数据达到预警阈值后,则整个监测预警系统被激活启动,监测频次加 密,可以有效获得变形临界时的监测数据,再结合远程管理中心的专家分析,可以对危岩变 化趋势做出更准确的判断。
[0047]此外,本发明也充分考虑了工程实用性和应用便捷性,当现场巡视人员发现有自 动化系统未监测到的异常情况时,可通过现场RF无线遥控方式,人工向RF无线遥控接收器5 发送控制信号,再通过主控模块启动现场的声光报警告示牌;或当预警发出的险情排除后, 人工遥控关闭现场的声光报警告示牌。
[0048]如图3所示,低功耗一体化无线点式测斜仪采用了低功耗设计,主要由安装底座卜 7、第一太阳能板1-5、点式测斜仪外壳1-6和置于点式测斜仪外壳1-6内的无线点式测斜仪 电路板1-1、倾斜传感芯片I-2、内置ZigBee天线1-3和内置高容量可充电电池组1-4构成,其 中,第一太阳能板1-5嵌入点式测斜仪外壳卜6的上表面,构成一体化设计,外部无任何引 线。安装底座1-7上呈三角,设置三个安装调节螺杆卜8,在现场安装过程中,可以通过安装 调节螺杆1-8将仪器调整至合适的初始位置。在安装底座丨-7上还设置倾斜敏感方向标志卜 9〇
[0049]本发明采用的低功耗一体化无线点式测斜仪,外观上一体化设计,显著地降低了 产品的安装成本以及后期运维成本,也可有效避免人及动物活动造成的破坏;此外,内部电 路设计采用了低功耗设计技术,产品功耗低,大容量电池可支持仪器在完全无日照情况下 不间断工作21天以上,正常情况下配合太阳能板充电基本做到了电源免维护;内置高精度 倾斜传感芯片和ZigBee天线,数据采集和数据传输不受外部雨雪雾尘的影响,提高了产品 的环境适应性;此外,本发明采用的ZigBee无线通信技术,无线传输稳定距离为1〇〇〇米,因 此,无线点式测斜仪和主控装置只要在无线通信覆盖范围内,均可选择合适的地点安装,与 其他危岩监测系统相比,降低了安装地点的要求和施工成本,进一步提高了系统的工程适 用性。
[0050]如图4所示,声光报警系统整体由3个声光报警告示牌和1个文字灯光报警告示牌 组成,声光报警告示牌和文字灯光报警告示牌的外部均由告示牌体、避雷针6-1、第二太阳 能板6-2、LED灯光阵列6-3、警示文字6-4 (或警示图案6-5)、安装立柱6-6和避雷针接地线6-7组成。具体的,告示牌体安装在安装立柱6-6上,告示牌体上设LED灯光阵列6-3、警示文字 6- 4或警示图案6-5,第二太阳能板6-2安装在告示牌体上部,在第二太阳能板6-2顶部设避 雷针6-1,避雷针接地线6-7沿安装立柱6-6埋入土中。
[0051]如图5所示,声光报警告示牌和文字灯光报警告示牌的内部则均是由ZigBee通信 模块7-1、报警告示牌主控模块7_2、LED灯组驱动模块7-3、喇叭外放驱动模块7-7、电源管理 模块7_5、可充电的内置蓄电池组7_4、内置喇叭外放7-6以及内置的ZigBee天线7-8组成。 [0052]在应用中,4个报警告示牌均采用了由第二太阳能板6-2和可充电的内置蓄电池组 7- 4组成的独立的电源系统,在报警告示牌主控模块7-2的控制下独立工作。报警告示牌主 控模块7-2通过ZigBee通信模块7_1接收到本发明系统主控装置2发出的启动信号后,立即 控制LED灯组驱动模块7-3启动LED灯光阵列6-3闪烁,控制喇叭外放驱动模块7-7驱动内置 喇叭外放7-6报警。非报警状态下,报警告示牌主控模块7-2关闭LED灯组驱动模块7-3和喇 叭外放驱动模7-7块,保证告示牌处于低功耗的待机状态,延长蓄电池组保证系统正常工作 的时间。内部各组成模块均内置于报警告示牌内部,外部无引线,方便现场安装,方便后期 防盗防破坏。
[0053] 4个报警告示牌由于均采用了ZigBee通信模块7-1,且各模块工作于互为中继的模 式下,4个报警告示牌可以依据工程应用的方便,可位于同一侧,也可位于路两侧,无需铺设 任何电缆,即可间隔一定的距离安装,间隔的距离依据监测路段的最高限速以及司机的反 应时间确定,便于司机能够及时得到警示并采取相应措施,保证行车人员的安全,有效提高 报警系统的实用价值。
[0054]以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人 员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形 也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1. 一种公路危岩无线监测预警系统,其特征在于,包括多个低功耗一体化无线点式测 斜伩、系统主控装置、由监测主机及数据管理系统和GPRS DTU构成的远程管理中心、GPRS云 服务器、由声光报警告示牌和文字灯光报警告示牌构成的声光报警系统、现场用RF无线遥 控收发器、铅酸蓄电池和太阳能电池板; 所述多个低功耗一体化无线点式测斜仪安装于危岩上的待监测点,组成对危岩变形的 无线传感监测网络,将实时监测数据发送给系统主控装置;所述系统主控装置通过ZigBee 网络的管理,实现对无线传感监测网络、以及声光报警系统的无线管理; 所述低功耗一体化无线点式测斜仪由安装底座、第一太阳能板、点式测斜仪外壳和置 于点式测斜仪外壳内的无线点式测斜仪电路板、倾斜传感芯片、内置ZigBee天线和内置高 容量可充电电池组构成,所述第一太阳能板嵌入点式测斜仪外壳的上表面,构成一体化设 计;所述安装底座上设置安装调节螺杆,通过安装调节螺杆将仪器调整至初始位置;所述安 装底座上还设置倾斜敏感方向标志; 所述系统主控装置通过GRPS云服务器和GPRS DTU,将监测数据定时、报警信息实时发 送给远程管理中心的监测主机及数据管理系统,同时,系统主控装置实时接收监测主机及 数据管理系统的远程遥控命令,开启或关闭声光报警系统; 所述GPRS云服务器通过建设第三方的云平台固定IP服务器,实现现场系统主控装置的 GPRS无线通信模块和远程管理中心的GPRS DTU的GPRS通信的数据解析和转发; 所述现场用RF无线遥控收发器,用于现场操作人员无线遥控系统主控装置,现场开启 或关闭声光报警系统; 所述铅酸蓄电池和太阳能电池板在系统主控装置的电源管理下,实现对系统主控装置 的供电。
2. 根据权利要求1所述的一种公路危岩无线监测预警系统,其特征在于,所述系统主控 装置由主控模块、ZigBee无线通信管理模块、GPRS无线通信模块、电源管理模块和RF无线遥 控接收器、外置的高增益玻璃钢ZigBee天线和GPRS吸盘天线组成;所述电源管理模块实现 对太阳能电池板和铅酸蓄电池的充电管理;所述ZigBee无线通信管理模块实现对无线传感 监测网络和声光报警系统的ZigBee网络节点的动态管理,实现将采集到的危岩变形监测数 据实时发送给主控模块,并在主控模块的控制下,实现对声光报警系统的无线遥控;所述 GPRS无线通信模块通过GPRS云服务器,实现对主控模块和远程管理中心的远程通信; 在正常工作中,所述主控模块分析实时采集的危岩变形监测数据,结合内部的危岩崩 塌预警模型,智能判断是否进行预警;若无需预警,则将危岩变形监测数据整理汇编后根据 远程管理中心设定的自报周期定时通过GPRS无线通信模块发送给远程管理中心;若危岩变 形监测数据达到预警阈值,则主控模块立即将危岩变形监测数据发送给远程管理中心,同 时,自动通过ZigBee无线通信管理模块启动公路沿线安装的声光报警告示牌,并设置提高 低功耗一体化无线点式测斜仪的测量频次,对危岩变形进行加密测量。
3. 根据权利要求2所述的一种公路危岩无线监测预警系统,其特征在于,当现场巡视人 员发现有系统未监测到的异常情况时,通过现场RF无线遥控方式,人工向RF无线遥控接收 器发送控制信号,再通过主控模块启动现场的声光报警告示牌;当预警发出的险情排除后, 人工遥控关闭现场的声光报警告示牌。
4. 根据权利要求1所述的一种公路危岩无线监测预警系统,其特征在于,所述声光报警 系统由3个声光报警告示牌和1个文字灯光报警告示牌组成,所述声光报警告示牌和文字灯 光报警告示牌的外部均由告示牌体、避雷针、第二太阳能板、LED灯光阵列、安装立柱、避雷 针接地线组成;所述告示牌体安装在安装立柱上,告示牌体上设LED灯光阵列,所述第二太 阳能板安装在告示牌体上端,第二太阳能板顶部设避雷针,所述避雷针接地线沿安装立柱 埋入土中。
5. 根据权利要求4所述的一种公路危岩无线监测预警系统,其特征在于,所述声光报警 告示牌和文字灯光报警告示牌的内部均由ZigBee通信模块、报警告示牌主控模块、LED灯组 驱动模块、喇叭外放驱动模块、电源管理模块、可充电的内置蓄电池组、内置喇叭外放以及 内置的ZigBee天线构成;所述报警告不牌主控換块通过ZigBee通彳目検块接收到系统主控装 置发出的启动信号后,立即控制启动LK)灯组驱动模块启动LED灯光阵列闪烁,启动喇叭外 放驱动模块驱动内置喇叭外放报警;非报警状态下,报警告示牌主控模块关闭LED灯组驱动 模块和喇叭外放驱动模块。
6. 根据权利要求4所述的一种公路危岩无线监测预警系统,其特征在于,所述3个声光 报警告示牌和1个文字灯光报警告示牌依据工程应用的方便安装,位于公路的同一侧或者 路两侧,所述3个声光报警告示牌和1个文字灯光报警告示牌间隔一定的距离安装,间隔的 距离依据监测路段的最高限速以及司机的反应时间确定。
CN201610243085.5A 2016-04-19 2016-04-19 一种公路危岩无线监测预警系统 Active CN105844859B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610243085.5A CN105844859B (zh) 2016-04-19 2016-04-19 一种公路危岩无线监测预警系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610243085.5A CN105844859B (zh) 2016-04-19 2016-04-19 一种公路危岩无线监测预警系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105844859A CN105844859A (zh) 2016-08-10
CN105844859B true CN105844859B (zh) 2018-04-24

Family

ID=56589714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610243085.5A Active CN105844859B (zh) 2016-04-19 2016-04-19 一种公路危岩无线监测预警系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105844859B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106781288A (zh) * 2016-12-06 2017-05-31 中山市软科学研究会 一种光纤传感的物联网滑坡地质灾害智能预警平台
CN107169969B (zh) * 2017-05-12 2020-05-05 重庆大学 一种基于fpga的公路危岩崩塌堆积物大小测量及报警系统
CN108956605B (zh) * 2018-06-15 2021-04-13 武林 一种用于公路探伤的无辐射检测装置
CN108922123B (zh) * 2018-08-02 2019-12-17 青岛理工大学 一种矿山边坡滑移稳定性监测预警方法
CN109056758A (zh) * 2018-09-19 2018-12-21 田浩强 一种公路边坡支护结构及预警系统
CN110319882B (zh) * 2019-06-24 2021-04-20 中国路桥工程有限责任公司 公路沿线坡体灾害监测系统

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202159405U (zh) * 2011-03-16 2012-03-07 交通运输部公路科学研究院 智能化崩塌落石标志牌
CN204066344U (zh) * 2014-09-03 2014-12-31 厦门鑫远志系统集成有限公司 地质灾害监控装置
CN104217542A (zh) * 2014-09-12 2014-12-17 重庆大学 一种山区公路边坡实时监测预警装置
CN204758021U (zh) * 2015-06-05 2015-11-11 广州建设工程质量安全检测中心有限公司 建筑支模体系施工安全的无线智能监测仪及其系统
CN204731940U (zh) * 2015-06-15 2015-10-28 郭亚军 一种基于433无线传感器网络的边坡遥测系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN105844859A (zh) 2016-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105844859B (zh) 一种公路危岩无线监测预警系统
CN202196177U (zh) 一种线路监测系统
CN102231227B (zh) 太阳能网格化林业防火监控预警系统
CN104092750B (zh) 一种防汛雨水情无线监测站及其监测方法
CN202153251U (zh) 一种输电线路的综合测控装置
CN203243366U (zh) 一种基于无线传感网络的野外古迹防盗监控系统
CN103903394B (zh) 一种泥石流安全监测预警装置
CN203192179U (zh) 移动式暴雨内涝监测报警指挥系统
CN200975900Y (zh) 一种对输电线路覆冰及舞动的在线预警装置
CN206629277U (zh) 一种wsn监测系统
CN201917812U (zh) 基于无线网络技术的铁塔状态检测系统
CN106708038A (zh) 一种监狱周界巡视警戒机器人系统及其方法
CN105894742A (zh) 基于实时降雨量观测地质灾害警示防范区的监测预警方法
CN110082638A (zh) 一种电力配网自动巡检设备和方法
CN201781323U (zh) 高压架空输电线路巡线系统以及铁塔现场监测设备
CN107067606A (zh) 基于物联网无线感应的智慧感知定位围栏系统
CN109523743A (zh) 一种滑坡综合监测预警装置
CN206618513U (zh) 一种输电线路在线测温摄像智能预警装置
CN206210063U (zh) 一种基于北斗一代的公路高危边坡监控系统
CN205681555U (zh) 一种基于无线传感网的天气雷达视频监控系统
CN204871279U (zh) 智能保安巡逻机器人
CN106601022A (zh) 一种室外智能停车场车位检测装置及其检测方法
CN103297509A (zh) 基于太阳能无线传感节点的监测系统
CN202084130U (zh) 太阳能网格化林业防火监控预警系统
CN204242328U (zh) 输电线路的监控装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant