CN107993411A - 一种灾害检测预警系统 - Google Patents

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甘建军
唐春
罗藏
韩黎
王忠林
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Abstract

本发明公开了一种灾害检测预警系统，包括：水位检测单元、地表检测单元、空气环境检测单元、中央处理器、预警单元以及无线通信模块：水位检测单元用于检测洪水的水位压力和水流速度，地表检测单元用于实时检测地面的倾斜度、土堤位移和地表的伸缩缝，空气环境检测单元用于实时检测空气温度、气体成分和风速；通过水位检测单元、地表检测单元、空气环境检测单元等多个单元来实现灾害的预警和预存，并与其它相关系统进行交互，获取山洪预警测所需的包括水情、雨情、社会经济、气象信息、地质信息等，同时通过监控中心和广播站对山洪进行监测预警，实现对山洪灾害防治工作的决策进行支撑。

Description

一种灾害检测预警系统
技术领域
本发明涉及自然灾害预警技术领域，特别涉及一种灾害检测预警系统。
背景技术
山洪是指由于暴雨、冰雪融化或拦洪设施溃决等原因，在山区(包括山地、丘陵、岗地)沿河流及溪沟形成的暴涨暴落的洪水及伴随发生的滑坡、崩塌、泥石流的总称。其中，暴雨引起的山洪在我国最为常见，具体表现为它的形成与发展主要受降雨量及降雨强度、地形地质的影响。
山洪灾害的主要特点是：季节性强，频率高。山洪灾害主要集中在汛期，尤其主汛期更是山洪灾害的多发期；区域性明显，易发性强。山洪主要发生亏山区、丘陵区及岗地，特别是位于暴雨中心的上述地区，暴雨时极易形成具有冲击力的地表径流，导致山洪暴发，形成山洪灾害；来势迅猛，成灾快。集，降雨迅速转化为径流，几个小时即成灾受损，防不胜防；破坏性强，危害严重。山洪灾害发生时往往伴生滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害，并造成河流改道、公路中断、耕地冲淹、房屋倒塌、人畜伤亡等，因此危害性、破坏性很大。
建立山洪灾害预警系统，是防治山洪灾害的一项重要的非工程性措施。山洪地质灾害预警系统集自动采集、传输、查询和决策为一体，实现了水情测报、防洪调度的自动化和现代化，提高了防汛抗旱调度指挥手段的先进性，可有效增强地区抗御自然灾害的能力。
因此需要山洪灾害预警系统，可以实时监测降雨量、河道水位、水库水位变化情况、水库实时库容等信息，为是否需要开闸、泄洪等决策提供最基础的数据,从而为各级政府、防汛指挥机构和减灾组织提供及时准确的水情信息，为其早决策、早部署提供帮助，使防灾减灾决策更加及时、科学。
发明内容
本发明的目的是提供一种灾害检测预警系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明提供了一种灾害检测预警系统，包括：水位检测单元、地表检测单元、空气环境检测单元、中央处理器、预警单元以及无线通信模块：所述水位检测单元用于检测洪水的水位压力和水流速度，并将检测到的水位压力和水流速度数据实时发送给所述中央处理器；所述地表检测单元用于实时检测地面的倾斜度、土堤位移和地表的伸缩缝，并将检测到的倾斜度、土堤位移和地表的伸缩缝数据实时发送给所述中央处理器；所述空气环境检测单元用于实时检测空气温度、气体成分和风速，并将检测到的空气温度、气体成分和风速实时发送给所述中央处理器；所述中央处理器用于实时接收所述水位检测单元所发送的水位压力和水流速度并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的水位压力和水流速度与标准的水位压力和水流速度进行实时对比，若所接收到的水位压力和水流速度两者中的一个或者两个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出水位检测异常报警指令；所述中央处理器还用于实时接收所述地表检测单元所发送的地面的倾斜度、土堤位移和地表的伸缩缝并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的地面的倾斜度、土堤位移和地表的伸缩缝与标准的地面的倾斜度、土堤位移和地表的伸缩缝进行实时对比，若所接收到的地面的倾斜度、土堤位移和地表的伸缩缝三者中的一个或者多个出现异常，所述中央处理器想所述预警单元发出地表检测异常报警指令；所述中央处理器还用于实时接收所述空气环境检测单元所发送的空气温度、气体成分和风速并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的空气温度、气体成分和风速与标准的空气温度、气体成分和风速进行实时对比，若所接收到的空气温度、气体成分和风速三者中的一个或者多个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出空气环境异常报警指令；所述预警单元包括包括第一报警器、第二报警器以及第三报警器；所述第一报警器用于接收所述中央处理器发送来的水位检测异常报警指令并发出第一报警声；所述第二报警器用于接收所述中央处理器发送来的地表检测异常报警指令并发出第二报警声；所述第三报警器用于接收所述中央处理器发送来的空气环境异常报警指令并发出第三报警声；所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送来的水位压力和水流速度并发送给监控中心以及广播站；所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送来的地面的倾斜度、土堤位移和地表的伸缩缝并发送给监控中心以及广播站；所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送来的空气温度、气体成分和风速并发送给监控中心以及广播站。
较佳地，所述中央处理器还信号连接有雨量传感器，所述雨量传感器用于实时检测雨水信息。
较佳地，所述中央处理器还信号连接有冲击传感器，所述冲击传感器用于检测洪水对建筑物的冲击力。
较佳地，所述中央处理器还信号连接有光照强度检测传感器，所述光照强度检测传感器用于检测大气的光照强度。
较佳地，所述中央处理器还信号连接有山体内部变形监测器，所述山体内部变形监测器用于检测山体内部的变形量。
较佳地，所述中央处理器连接有电源模块，所述电源模块连接有太阳能电池板。
较佳地，所述中央处理器是MSP430单片机或型号为OMRON CP1E-N20DR-D的PLC控制器。
较佳地，所述无线通信模块是3G无线通信模块、4G无线通信模块或WIFI模块。
本发明的有益效果：本发明实施例中提供了一种灾害检测预警系统，通过水位检测单元、地表检测单元、空气环境检测单元等多个单元来实现灾害的预警和预存，并与其它相关系统进行交互，获取山洪预警测所需的包括水情、雨情、社会经济、气象信息、地质信息等，同时通过监控中心和广播站对山洪进行监测预警，实现对山洪灾害防治工作的决策进行支撑。
附图说明
图1为本发明提供的系统框图；
图2为中央处理器电路原理图；
图3为冲击传感装置中的冲击传感器电路图；
图4为雨量传感器电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
如图1-4所示，本发明实施例提供了一种灾害检测预警系统，包括：水位检测单元、地表检测单元、空气环境检测单元、中央处理器、预警单元以及无线通信模块：水位检测单元用于检测洪水的水位压力和水流速度，并将检测到的水位压力和水流速度数据实时发送给中央处理器；地表检测单元用于实时检测地面的倾斜度、土堤位移和地表的伸缩缝，并将检测到的倾斜度、土堤位移和地表的伸缩缝数据实时发送给中央处理器；空气环境检测单元用于实时检测空气温度、气体成分和风速，并将检测到的空气温度、气体成分和风速实时发送给中央处理器；中央处理器用于实时接收水位检测单元所发送的水位压力和水流速度并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的水位压力和水流速度与标准的水位压力和水流速度进行实时对比，若所接收到的水位压力和水流速度两者中的一个或者两个出现异常，中央处理器向预警单元发出水位检测异常报警指令；中央处理器还用于实时接收地表检测单元所发送的地面的倾斜度、土堤位移和地表的伸缩缝并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的地面的倾斜度、土堤位移和地表的伸缩缝与标准的地面的倾斜度、土堤位移和地表的伸缩缝进行实时对比，若所接收到的地面的倾斜度、土堤位移和地表的伸缩缝三者中的一个或者多个出现异常，中央处理器想预警单元发出地表检测异常报警指令；中央处理器还用于实时接收空气环境检测单元所发送的空气温度、气体成分和风速并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的空气温度、气体成分和风速与标准的空气温度、气体成分和风速进行实时对比，若所接收到的空气温度、气体成分和风速三者中的一个或者多个出现异常，中央处理器向预警单元发出空气环境异常报警指令；预警单元包括包括第一报警器、第二报警器以及第三报警器；第一报警器用于接收中央处理器发送来的水位检测异常报警指令并发出第一报警声；第二报警器用于接收中央处理器发送来的地表检测异常报警指令并发出第二报警声；第三报警器用于接收中央处理器发送来的空气环境异常报警指令并发出第三报警声；无线通信模块用于实时接收中央处理器发送来的水位压力和水流速度并发送给监控中心以及广播站；无线通信模块用于实时接收中央处理器发送来的地面的倾斜度、土堤位移和地表的伸缩缝并发送给监控中心以及广播站；无线通信模块用于实时接收中央处理器发送来的空气温度、气体成分和风速并发送给监控中心以及广播站。
在本发明实施例中，中央处理器还信号连接有雨量传感器，雨量传感器用于实时检测雨水信息。中央处理器还信号连接有冲击传感器，冲击传感器用于检测洪水对建筑物的冲击力。中央处理器还信号连接有光照强度检测传感器，光照强度检测传感器用于检测大气的光照强度。中央处理器还信号连接有山体内部变形监测器，山体内部变形监测器用于检测山体内部的变形量。中央处理器连接有电源模块，电源模块连接有太阳能电池板。中央处理器是MSP430单片机或型号为OMRON CP1E-N20DR-D的PLC控制器。无线通信模块是3G无线通信模块、4G无线通信模块或WIFI模块。
综上所述，本发明实施例提供的一种灾害检测预警系统，通过水位检测单元、地表检测单元、空气环境检测单元等多个单元来实现灾害的预警和预存，并与其它相关系统进行交互，获取山洪预警测所需的包括水情、雨情、社会经济、气象信息、地质信息等，同时通过监控中心和广播站对山洪进行监测预警，实现对山洪灾害防治工作的决策进行支撑。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种灾害检测预警系统，其特征在于，包括：水位检测单元、地表检测单元、空气环境检测单元、中央处理器、预警单元以及无线通信模块：
所述水位检测单元用于检测洪水的水位压力和水流速度，并将检测到的水位压力和水流速度数据实时发送给所述中央处理器；
所述地表检测单元用于实时检测地面的倾斜度、土堤位移和地表的伸缩缝，并将检测到的倾斜度、土堤位移和地表的伸缩缝数据实时发送给所述中央处理器；
所述空气环境检测单元用于实时检测空气温度、气体成分和风速，并将检测到的空气温度、气体成分和风速实时发送给所述中央处理器；
所述中央处理器用于实时接收所述水位检测单元所发送的水位压力和水流速度并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的水位压力和水流速度与标准的水位压力和水流速度进行实时对比，若所接收到的水位压力和水流速度两者中的一个或者两个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出水位检测异常报警指令；
所述中央处理器还用于实时接收所述地表检测单元所发送的地面的倾斜度、土堤位移和地表的伸缩缝并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的地面的倾斜度、土堤位移和地表的伸缩缝与标准的地面的倾斜度、土堤位移和地表的伸缩缝进行实时对比，若所接收到的地面的倾斜度、土堤位移和地表的伸缩缝三者中的一个或者多个出现异常，所述中央处理器想所述预警单元发出地表检测异常报警指令；
所述中央处理器还用于实时接收所述空气环境检测单元所发送的空气温度、气体成分和风速并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的空气温度、气体成分和风速与标准的空气温度、气体成分和风速进行实时对比，若所接收到的空气温度、气体成分和风速三者中的一个或者多个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出空气环境异常报警指令；
所述预警单元包括包括第一报警器、第二报警器以及第三报警器；所述第一报警器用于接收所述中央处理器发送来的水位检测异常报警指令并发出第一报警声；所述第二报警器用于接收所述中央处理器发送来的地表检测异常报警指令并发出第二报警声；所述第三报警器用于接收所述中央处理器发送来的空气环境异常报警指令并发出第三报警声；
所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送来的水位压力和水流速度并发送给监控中心以及广播站；所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送来的地面的倾斜度、土堤位移和地表的伸缩缝并发送给监控中心以及广播站；所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送来的空气温度、气体成分和风速并发送给监控中心以及广播站。
2.如权利要求所述的一种灾害检测预警系统，其特征在于，所述中央处理器还信号连接有雨量传感器，所述雨量传感器用于实时检测雨水信息。
3.如权利要求所述的一种灾害检测预警系统，其特征在于，所述中央处理器还信号连接有冲击传感器，所述冲击传感器用于检测洪水对建筑物的冲击力。
4.如权利要求所述的一种灾害检测预警系统，其特征在于，所述中央处理器还信号连接有光照强度检测传感器，所述光照强度检测传感器用于检测大气的光照强度。
5.如权利要求所述的一种灾害检测预警系统，其特征在于，所述中央处理器还信号连接有山体内部变形监测器，所述山体内部变形监测器用于检测山体内部的变形量。
6.如权利要求所述的一种灾害检测预警系统，其特征在于，所述中央处理器连接有电源模块，所述电源模块连接有太阳能电池板。
7.如权利要求所述的一种灾害检测预警系统，其特征在于，所述中央处理器是MSP430单片机或型号为OMRON CP1E-N20DR-D的PLC控制器。
8.如权利要求所述的一种灾害检测预警系统，其特征在于，所述无线通信模块是3G无线通信模块、4G无线通信模块或WIFI模块。
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