CN107808497A - 一种准确定位的光纤传感地质灾害管控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种准确定位的光纤传感地质灾害管控装置，包括发射光信号的激光光源、光电转换器、光纤耦合器、光纤线路、卫星定位模块、主控模块、第一无线模块，光纤线路设置在需进行检测的地质层中以感应地质变化，光纤线路通过光纤耦合器将光信号传给光电转换器，光电转换器将光信号转化为电信号，再将地质变化信号输入到主控模块中，卫星定位模块检测本装置的位置信息，第一无线模块与主控模块电性连接以使主控模块与外部的监控终端构成无线通讯连接，在维修过程中，工作人员能够对本装置进行准确定位，防止由于地质灾害后位置发生偏移，工作人员无法按原记录位置寻找到本装置，现大大提高了工作效率，使得维修更方便。

Description

一种准确定位的光纤传感地质灾害管控装置

技术领域

本发明涉及地质灾害检测领域，特别是一种准确定位的光纤传感地质灾害管控装置。

背景技术

传统的地质灾害检测装置，有采用深埋地底的光纤来进行检测的，以往的地质灾害检测装置只是在装设时工作人员进行位置的记录，并且各个位置的地质灾害检测装置传输数据时会在数据上结合相应的编码信息，工作人员根据编码信息再进一步确认相应的位置，然而此方式在出现地质变化时，可能会导致本装置的位置出现偏移变化，在维修的时候，工作人员到达相应的地区，还需要进行大范围的排查，从而精确到检测装置的具体位置，不便于工作人员实施工作。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种通过卫星定位模块准确定位的光纤传感地质灾害管控装置。

本发明采用的技术方案是：

一种准确定位的光纤传感地质灾害管控装置，包括，

激光光源，用于发射光信号；

光电转换器，用于将光信号转化为电信号；

光纤耦合器，光纤耦合器同侧的一端与激光光源连接并且光纤耦合器的同一侧的另一端与光电转换器连接；

光纤线路，设置在需进行检测的地质层中以感应地质变化，光纤线路的两端分别与光纤耦合器的另一同侧连接；

卫星定位模块，卫星定位模块包括定位发射端以及定位接收端，定位发射端与卫星交互以检测位置信息并将位置信息发送到定位接收端中；

主控模块，主控模块与光电转换器电性连接以接收地质变化信号，主控模块分别与定位发射端、定位接收端电性连接以接收位置信息；

第一无线模块，与主控模块电性连接以使主控模块与外部的监控终端构成无线通讯连接。

所述卫星定位模块为北斗卫星定位模块或者全球卫星定位模块或者格洛纳斯卫星定位模块。

本装置还包括：

信号滤波器，与光电转换器电性连接以消除地质变化信号的噪声；

信号放大器，分别与信号滤波器、主控模块电性连接对地质变化信号进行放大。

所述光纤线路为单模光纤线路或者单模保偏光纤线路。

本设计还包括：

摄像头，用于采集地质灾害的图像信息，摄像头与主控模块电性连接以将图像信息输入到主控模块中；

开关模块、储电模块，储电模块、开关模块、摄像头依次电性连接以由储电模块为摄像头供电，主控模块与开关模块电性连接以通过开关模块控制摄像头启动/关闭。

本设计还包括：

太阳能板，接收太阳能并且将太阳能转化为电能；

稳压电路，分别与太阳能板、储电模块电性连接以对电能稳压处理后储存在储电模块中。

所述第一无线模块为WIFI模块，该第一无线模块包括与主控模块电性连接的网关设备以及与监控终端通过互联网连接的路由器，网关设备与路由器通过WIFI连接。

本设计还包括与监控终端连接的预警模块，该预警模块用于在地质变化达到危险值时接收监控终端发送的预警信号并且进行预警。

所述预警模块包括

处理器；

第二无线模块，与处理器电性连接以使处理器与监控终端构成无线通讯连接；喇叭/指示灯，与处理器电性连接以在接收到预警信号时进行预警。

本发明的有益效果：

本发明采用光纤传感对地质灾害进行检测，将光纤线路埋藏在土壤底层，发生灾害时，地质层出现震动，带有地质变化信号的光信号反馈到光电转换器中转换成电信号，主控模块对电信号进行处理后通过无线模块发送到监控终端，及时通知工作人员以及附近居民，同时本设计装设有卫星定位模块，在维修过程中，工作人员能够对本装置进行准确定位，防止由于地质灾害后位置发生偏移，工作人员无法按原记录位置寻找到本装置，现大大提高了工作效率，使得维修更方便。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。

图1是本发明地质灾害管控装置的检测原理示意图。

图2是本发明地质灾害管控装置的原理图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明包括用于发射光信号的激光光源1、用于将光信号转化为电信号的光电转换器2、光纤耦合器3、光纤线路4、卫星定位模块5、主控模块6、第一无线模块7；

光纤耦合器3同侧的一端与激光光源1连接并且光纤耦合器3的同一侧的另一端与光电转换器2连接，此处光纤耦合器3有两侧，每一侧均有两个端口，一侧中的其一端口与另一侧的其一端口连通，一侧中的另一端口与另一侧的另一端口连通；

光纤线路4设置在需进行检测的地质层中以感应地质变化，光纤线路4的两端分别与光纤耦合器3的另一同侧连接；

卫星定位模块5包括定位发射端51以及定位接收端52，定位发射端51与卫星交互以检测位置信息并将位置信息发送到定位接收端52中，卫星定位模块5为北斗卫星定位模块或者全球卫星定位模块或者格洛纳斯卫星定位模块；

主控模块6与光电转换器2电性连接以接收地质变化信号，主控模块6分别与定位发射端51、定位接收端52电性连接以接收位置信息；

第一无线模块7与主控模块6电性连接以使主控模块6与外部的监控终端构成无线通讯连接。

其中，主控模块6可以是MCU或者CPU，外部的监控终端可以是移动设备或者是监控室内的主控电脑，光纤线路4为单模光纤线路或者单模保偏光纤线路，并且光纤线路4横向埋入地质层中并且光纤线路4与地表的距离大于2m，光纤线路4质地柔软，可以根据地形改变而变形，使得光纤线路4更准确地感应地质变化。

本设计采用光纤传感对地质灾害进行检测，将光纤线路4埋藏在土壤底层，发生灾害时，地质层出现震动，带有地质变化信号的光信号反馈到光电转换器2中转换成电信号，主控模块6对电信号进行处理后通过无线模块发送到监控终端，及时通知工作人员以及附近居民，同时本设计装设有卫星定位模块5，在维修过程中，工作人员能够对本装置进行准确定位，防止由于地质灾害后位置发生偏移，工作人员无法按原记录位置寻找到本装置，现大大提高了工作效率，使得维修更方便。

在光电转换器2与主控模块6之间还包括信号滤波器81、信号放大器82，信号滤波器81与光电转换器2电性连接以消除地质变化信号的噪声，信号放大器82分别与信号滤波器81、主控模块6电性连接对地质变化信号进行放大，使得输入到主控模块6内的地质变化信号更精准。

光纤线路4能够深陷在地质层中，并且由于光纤线路4柔软特性，可以随意与地形适配，激光光源1通过光纤耦合器3向光纤线路4发出光信号，光信号在光纤线路4中传播，当地质层发生变化，光纤线路4感受到变化量，影响光纤线路4中光的强度、波长、频率等，携带地质变化信号的光信号通过光纤耦合器3输出到光电转换器2中，再输入到主控模块6，主控模块6通过第一无线模块7发送到外部监控终端。

在第一无线模块7中，第一无线模块7为WIFI模块，该第一无线模块7包括与主控模块6电性连接的网关设备71以及与监控终端通过互联网连接的路由器72，网关设备71与路由器72通过WIFI连接，其中，当被测的位置方位较大，需要使用多段光纤进行检测，每段光纤匹配一个主控模块6，主控模块6配带一个网关设备71，一个区域内只需要一个路由器72，各个网关设备71与路由器72通过WIFI连接，路由器72能够一并采集该区域内的各个检测数据，并通过互联网发送到监控终端中。

当地质变化信号发送到监控终端，监控终端的工作人员或者监控电脑会对地质变化信号作出评估，地质变化信号超出安全值，会对附近的居民造成危险。

除此之外，本设计为了在地质出现变化的过程中，能够清楚查看现场的情况，同时也能节省电能，减少工作人员维修更换电源的次数，本设计还包括摄像头91、开关模块92、储电模块93；

摄像头91用于采集地质灾害的图像信息，摄像头91与主控模块6电性连接以将图像信息输入到主控模块6中；

储电模块93、开关模块92、摄像头91依次电性连接以由储电模块93为摄像头91供电，主控模块6与开关模块92电性连接以通过开关模块92控制摄像头91启动/关闭。

当光纤线路4检测到地质出现变化，主控模块6接收相应的信号，即可控制开关模块92打开，此处的开关模块92可以是开关闸，也可以是摄像头91的主电源开关，从而由储电模块93为摄像头91供电，摄像头91开始工作，而常规状态下，摄像头91不进行录像，节省电能。

同时，为了减少工作人员维修更换储电模块93的次数，本设计还包括太阳能板101、稳压电路102，太阳能板101接收太阳能并且将太阳能转化为电能，稳压电路102分别与太阳能板101、储电模块93电性连接以对电能稳压处理后储存在储电模块93中。

为了及时通知居民疏散，本管控装置还包括与监控终端连接的预警模块11，该预警模块11用于在地质变化达到危险值时接收监控终端发送的预警信号并且进行预警。

预警模块11包括处理器111、第二无线模块112、喇叭/指示灯113，此处处理器111为MCU或者CPU，第二无线模块112可以是基于互联网的网络通讯模块或者WIFI模块，第二无线模块112与处理器111电性连接以使处理器111与监控终端构成无线通讯连接，喇叭/指示灯113与处理器111电性连接以在接收到预警信号时进行预警，预警模块11设置在人群密集点，并且与监控终端通讯连接，当地质变化量超出安全值，监控终端向预警模块11发出报警信号，及时疏散人群。

以上所述仅为本发明的优先实施方式，本发明并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种准确定位的光纤传感地质灾害管控装置，其特征在于,包括：激光光源，用于发射光信号；

光电转换器，用于将光信号转化为电信号；

光纤耦合器，光纤耦合器同侧的一端与激光光源连接并且光纤耦合器的同一侧的另一端与光电转换器连接；

光纤线路，设置在需进行检测的地质层中以感应地质变化，光纤线路的两端分别与光纤耦合器的另一同侧连接；

卫星定位模块，卫星定位模块包括定位发射端以及定位接收端，定位发射端与卫星交互以检测位置信息并将位置信息发送到定位接收端中；

主控模块，主控模块与光电转换器电性连接以接收地质变化信号，主控模块分别与定位发射端、定位接收端电性连接以接收位置信息；第一无线模块，与主控模块电性连接以使主控模块与外部的监控终端构成无线通讯连接。

2.根据权利要求1所述的一种准确定位的光纤传感地质灾害管控装置，其特征在于：所述卫星定位模块为北斗卫星定位模块或者全球卫星定位模块或者格洛纳斯卫星定位模块。

3.根据权利要求1所述的一种准确定位的光纤传感地质灾害管控装置，其特征在于，还包括：

信号滤波器，与光电转换器电性连接以消除地质变化信号的噪声；信号放大器，分别与信号滤波器、主控模块电性连接对地质变化信号进行放大。

4.根据权利要求1所述的一种准确定位的光纤传感地质灾害管控装置，其特征在于：所述光纤线路为单模光纤线路或者单模保偏光纤线路。

5.根据权利要求1所述的一种准确定位的光纤传感地质灾害管控装置，其特征在于，还包括：

摄像头，用于采集地质灾害的图像信息，摄像头与主控模块电性连接以将图像信息输入到主控模块中；

开关模块、储电模块，储电模块、开关模块、摄像头依次电性连接以由储电模块为摄像头供电，主控模块与开关模块电性连接以通过开关模块控制摄像头启动/关闭。

6.根据权利要求5所述的一种准确定位的光纤传感地质灾害管控装置，其特征在于，还包括：

太阳能板，接收太阳能并且将太阳能转化为电能；

稳压电路，分别与太阳能板、储电模块电性连接以对电能稳压处理后储存在储电模块中。

7.根据权利要求1所述的一种准确定位的光纤传感地质灾害管控装置，其特征在于：所述第一无线模块为WIFI模块，该第一无线模块包括与主控模块电性连接的网关设备以及与监控终端通过互联网连接的路由器，网关设备与路由器通过WIFI连接。

8.根据权利要求1所述的一种准确定位的光纤传感地质灾害管控装置，其特征在于：还包括与监控终端连接的预警模块，该预警模块用于在地质变化达到危险值时接收监控终端发送的预警信号并且进行预警。

9.根据权利要求8所述的一种准确定位的光纤传感地质灾害管控装置，其特征在于：所述预警模块包括

处理器；

第二无线模块，与处理器电性连接以使处理器与监控终端构成无线通讯连接；喇叭/指示灯，与处理器电性连接以在接收到预警信号时进行预警。