CN106251586A - 基于无线通信的地质灾害预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于无线通信的地质灾害预警系统。它包括单片机、协调器、声光报警器、液晶显示器、按键、双电源供电电路、加速度传感器、温湿度传感器、雨量传感器和终端节点，加速度传感器、温湿度传感器和雨量传感器均与终端节点相连，终端节点通过无线传输装置与协调器相连，协调器与单片机相连，单片机分别与声光报警器、液晶显示器、按键相连，终端节点还与双电源供电电路相连；所述的单片机采用MSP430。本发明能够实现对地质灾害的重要构成因素的实时监测和相应的预警，并可极大限度地保障人民群众的生命及财产安全。实际应用中，往往需要在地势复杂且存在重大安全隐患的地方设置监测点，本发明所述的系统采用星型网络拓扑结构，能够实现对复杂区域的大面积监测。

Description

基于无线通信的地质灾害预警系统

技术领域

本发明涉及地质灾害预警系统技术领域，具体涉及基于无线通信的地质灾害预警系统。

背景技术

伴随着现代文明的发展，人类对大自然的依赖程度更加紧密，对自然资源的获取正逐渐增多，随之所带来的安全隐患也正逐渐显现。相应的所引发的自然灾害事故也正在危害着人们的生命财产安全。国土资源部最新公布的数据显示，2015年全国共发生地质灾害8223起，造成229人死亡，138人受伤，58人失踪，直接经济损失达24.9亿元。其中影响较大的有陕西山阳县山体滑坡事故，浙江丽水山体滑坡事故及深圳特别重大山体滑坡事故等。因此,为了保护更多身处在有安全隐患地带的人民群众的生命安全和财产安全，加强相应的地质灾害预报则显得尤为重要。

目前，国内的滑坡、泥石流等地质灾害的监测系统是通过野外现场数据采集来监测的，自动采集流域各点传感器的雨量和水文监测点的泥石流泥以及水位数据监测地质灾害。系统信息经过数据采集，转换和打包，最后送到GPRS模块，再经过移动运营商的专用APN收到信号后传送至数据处理中心。在无移动网络的地区可以采用电话线或其它有线方式传输，将信息定时或自动传输到数据处理中心，从而实现灾害监测和预报。但是由于地理因素和经济条件的限制，使得山区等偏远地带无法配套相应的监测装备或线缆布置不便。然而，我们所做的基于无线通信的地质灾害预警系统正是克服上述系统的缺点，实现低成本和不受地理因素制约下的可靠预警。

在我国，由于有些地方受制于地形地势和资源成本等因素的制约，基站建设大为不便，但对地质灾害监测的要求却是迫切的，所以要加强对该类的确的监测点的建设。对该类地区的人民群众的生命安全和财产安全加以保护。因此基于无线通信的地质灾害预警系统正是满足此类情况的需求，从根本上解决该类地区的地质监测和预警问题。由于该系统能满足滑坡、泥石流、崩塌变形等的监测范围，在监测内容、监测方法、监测点网布设、变形预报上的要素要求，所以能够实现大范围、低成本、高可靠性的运行。

基于对人民群众的生命安全和财产安全的保护，实现低成本，高可靠性的监测节点的预警。在地质灾害发生前能尽早的预报灾害，为人民群众抢得宝贵的逃生时间，极大的保护人民的生命安全。所以，本发明设计了一种基于无线通信的地质灾害预警系统。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了基于无线通信的地质灾害预警系统，能够实现对地质灾害的重要构成因素的实时监测和相应的预警，并极大地保障人民群众的生命安全的财产安全。通过对地势复杂且存在重大安全隐患的地方进行监测，采用星型网络的方式，能够实现对复杂区域的大面积监测。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：基于无线通信的地质灾害预警系统，包括单片机、协调器、声光报警器、液晶显示器、按键、双电源供电电路、加速度传感器、温湿度传感器、雨量传感器和终端节点，加速度传感器、温湿度传感器和雨量传感器均与终端节点相连，终端节点通过无线传输装置与协调器相连，协调器与单片机相连，单片机分别与声光报警器、液晶显示器、按键相连，终端节点还与双电源供电电路相连；所述的单片机采用MSP430。

作为优选，所述的双电源供电电路采用蓄电池和太阳能电池。

作为优选，所述的加速度传感器、温湿度传感器、雨量传感器和终端节点均设置有多个；所述的温湿度传感器采用DHT11；所述的加速度传感器7采用MPU6050。

作为优选，所述的终端节点采用芯片CC2530。

作为优选，所述的无线传输装置采用ZigBee、WiFi或蓝牙。

在系统中，监测设备即就是系统设计中的终端节点。终端节点连接三个传感器，分别为雨量传感器、温湿度传感器、倾角传感器，实现的功能是对监测现场的降雨，温度，湿度，倾角等物理数据的采集，最后对采集到的数据通过无线方式发送，协调器实现对数据的接收并通过串口将数据发送给单片机进行数据处理。单片机实现对数据的分析、存储、显示、报警等功能。而电源模块则实现的是对终端节点双电源供电功能。按键模块则实现的是对不同节点的历史数据的查询。

本发明具有以下有益效果：能够实现对地质灾害的重要构成因素的实时监测和相应的预警，并可极大限度地保障人民群众的生命及财产安全。实际应用中，往往需要在地势复杂且存在重大安全隐患的地方设置监测点，本发明所述的系统采用星型网络拓扑结构，能够实现对复杂区域的大面积监测。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例提供了基于无线通信的地质灾害预警系统，包括单片机1、协调器2、声光报警器3、液晶显示器4、按键5、双电源供电电路6、加速度传感器7、温湿度传感器8、雨量传感器9和终端节点10，加速度传感器7、温湿度传感器8和雨量传感器9均与终端节点10相连，终端节点10通过无线传输装置与协调器2相连，协调器2与单片机1相连，单片机1分别与声光报警器3、液晶显示器4、按键5相连，终端节点10还与双电源供电电路6相连；所述的单片机1采用MSP430。

所述的双电源供电电路6采用蓄电池和太阳能电池。

所述的加速度传感器7、温湿度传感器8、雨量传感器9和终端节点10均设置有多个。

所述的终端节点10采用芯片CC2530。

所述的无线传输装置采用ZigBee、WiFi或蓝牙。

本具体实施方式的雨量传感器采用的是模拟传感器，根据降雨量的不同，输出的电压值不同，输出的电压值与降雨量呈现非线性变化，总体趋势呈现出下降趋势，结合ZigBee芯片内部的ADC转换，可以将降雨量转化成对应的数字量，再经过单片机的处理，就能够显示出降雨量的值，温湿度传感器采用DHT11，是一个复合温湿度传感器，它含有已经校准了的数字输出量。内部的构成是由电阻式感湿元件、一个NTC测温元件和MCU。它具有响应快，抗干扰能力强，性价比高，数字量输出等诸多优点。在地质灾害中，如滑坡，泥石流等常伴随着土地或山体的倾斜和滑动，在地质灾害规范中明确了地质灾害发生前期土地或山体的倾角值变化范围。因此，可以通过对监测点的倾角变化来进行监测，以此达到对地质灾害进行监测的目的。

为了得到角度值，可以通过对MPU6050加速度计的加速度转换，从而得到角度值。因为弧度的微分即就是加速度，因此可以逆向求值，通过加速度值积分求弧度，在通过对应数学转换公式得到角度的值。所以，在测量角度时，可以采用MPU6050加速度计来得到角度的值。

本具体实施方式的终端节点实现了对数据的无线采集，传感器将实时采集数据通过终端节点以定时发送的方式传送给协调器，协调器判断是否接收到了数据，并实现对数据的串行发送。单片机对接收到的数据进行处理，处理过程包括判断，存储，并且根据判断结果决定是否执行相应的报警过程。同样还有多个节点执行与之相同的过程，这样便实现了对地质灾害的无线监测。

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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.基于无线通信的地质灾害预警系统，其特征在于，包括单片机(1)、协调器(2)、声光报警器(3)、液晶显示器(4)、按键(5)、双电源供电电路(6)、加速度传感器(7)、温湿度传感器(8)、雨量传感器(9)和终端节点(10)，加速度传感器(7)、温湿度传感器(8)和雨量传感器(9)均与终端节点(10)相连，终端节点(10)通过无线传输装置与协调器(2)相连，协调器(2)与单片机(1)相连，单片机(1)分别与声光报警器(3)、液晶显示器(4)、按键(5)相连，终端节点(10)还与双电源供电电路(6)相连；所述的单片机(1)采用MSP430。

2.根据权利要求1所述的基于无线通信的地质灾害预警系统，其特征在于，所述的双电源供电电路(6)采用蓄电池和太阳能电池。

3.根据权利要求1所述的基于无线通信的地质灾害预警系统，其特征在于，所述的加速度传感器(7)、温湿度传感器(8)、雨量传感器(9)和终端节点(10)均设置有多个；所述的温湿度传感器(8)采用DHT11；所述的加速度传感器(7)采用MPU6050。

4.根据权利要求1所述的基于无线通信的地质灾害预警系统，其特征在于，所述的终端节点(10)采用芯片CC2530。

5.根据权利要求1所述的基于无线通信的地质灾害预警系统，其特征在于，所述的无线传输装置采用ZigBee、WiFi或蓝牙。