CN113393647A - 一种触发式多通讯手段融合的灾害监测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种触发式多通讯手段融合的灾害监测系统及方法，属于通讯技术的领域，灾害监测系统包括传感器模块、视频采集装置、控制模块和云监控平台；传感器模块，用于实时采集监测数据，将汇聚后的监测数据实时上传至云监控平台；视频采集装置，包括存储设备、网桥和多台视频采集设备，用于实时采集多个视频信息，所述多个视频信息汇聚并存储于存储设备；控制模块，用于接收并响应查看指令，将查看指令对应的视频信息传输至云监控平台；云监控平台，用于通过短报文通信发送视频查看指令至控制模块。与相关技术相比，本申请具有便于及时且详细地获知监测地区的灾害情况的效果。

Description

一种触发式多通讯手段融合的灾害监测系统及方法
技术领域
本申请涉及通讯技术的领域，尤其是涉及一种触发式多通讯手段融合的灾害监测系统及方法。
背景技术
自然灾害是指给人类生存带来危害或损害人类生活环境的自然现象，主要包括滑坡、泥石流、洪涝、山洪、干旱、冰雹、龙卷风、台风、沙尘暴、地震、暴雪、暴雨、干旱、高温、寒潮、火山喷发等。滑坡和泥石流等是山地地区频发的自然灾害，而我国山地较多，每年都会因为滑坡、泥石流等自然灾害而造成大量的经济损失。
滑坡、泥石流等自然灾害，不能像台风等进行准确预测，往往都是自然灾害发生之后才能被察觉。山区地区滑坡、泥石流等灾害较多，给山区人民带来较大的生命及财产安全威胁。目前，通过卫星遥感的方式，能够对山区进行灾害监测，但这种灾害监测方法只能监测到是否发生泥石流或滑坡，不便于及时且详细地获知监测地区的灾害情况。
发明内容
为了便于及时且详细地获知监测地区的灾害情况，本申请提供一种触发式多通讯手段融合的灾害监测系统及方法。
第一方面，本申请提供一种触发式多通讯手段融合的灾害监测系统，采用如下的技术方案：
一种触发式多通讯手段融合的灾害监测系统，包括传感器模块、视频采集装置、控制模块和云监控平台；其中，
传感器模块，用于实时采集监测区域的监测数据，通过窄带自组网将采集的监测数据进行汇聚，并采用短报文/卫星宽带的通信方式，将汇聚后的监测数据实时上传至云监控平台；
视频采集装置，包括存储设备、网桥和多台视频采集设备，多台所述视频采集设备用于设置于监测区域的各个位置处，所述存储设备和多台所述视频采集设备通过网桥组建宽带自组网，多台所述视频采集设备实时采集多个视频信息，所述多个视频信息周期性地通过宽带自组网汇聚并存储于存储设备；
所述控制模块，与所述存储设备通信连接，用于接收并响应查看指令，从所述存储设备中选择所述查看指令对应的视频信息，并通过切换移动通信和卫星宽带传输的方式，将所述查看指令对应的视频信息传输至云监控平台；
所述云监控平台，用于通过短报文通信发送视频查看指令至控制模块。
通过采用上述技术方案，采集到的监测数据汇聚后通过卫星宽带/短报文通信发送至云监控平台，采集到的视频信息汇聚后进行存储，当接收到通过短报文通信发送的查看指令后，则通过移动通信或卫星宽带发送对应的视频信息至云监控平台，且传输视频信息时移动通信和卫星宽带可以进行切换，监测人员可以通过云监控平台远程查看监测区域的各项监测数据和视频信息，以便于及时获知或预测监测区域的灾害情况，且通过短报文、卫星宽带、移动通信、窄带自组网和宽带自组网等通信方式的融合，能够及时传输数据，便于及时且详细地获知监测地区的灾害情况。
可选的，所述传感器模块包括多个传感器和汇聚节点，多个所述传感器用于采集监测数据，多个所述传感器和汇聚节点之间组建窄带自组网，所述汇聚节点用于实时汇聚并发送监测数据，所述监测数据包括裂缝宽度、位置信息、滑坡位移、降水量、深部位移值和次声波。
通过采用上述技术方案，各个传感器和汇聚节点之间组建窄带自组网，以能够进行通信，从而各项监测数据采集到之后，通过窄带自组网可以汇聚到汇聚节点上，以便于监测数据汇总后发送。
可选的，所述控制模块在移动通信故障时，切换卫星宽带发送所述查看指令对应的视频信息至云监控平台。
通过采用上述技术方案，移动通信故障时，采用卫星宽带发送视频信息，在一定程度上避免因为移动通信终端而视频信息传输失败，以实现顺利发送视频信息的效果。
可选的，所述网桥包括多个接收网桥和多个发射网桥，所述发射网桥与所述视频采集设备一一对应，所述接收网桥和所述发射网桥一一对应。
通过采用上述技术方案，视频采集设备较为分散时，采用接收网桥和发射网桥一对一的方式，能够更好将各个视频采集设备采集的视频信息汇聚到汇聚节点上。
可选的，所述网桥包括接收网桥和多个发射网桥，所述发射网桥与所述视频采集设备一一对应，所述接收网桥分别与多个发射网桥通信。
通过采用上述技术方案，当视频采集设备较为集中时，采用一对多的方式，减少接收网桥的使用，节约成本。
可选的，所述网桥在完成一次视频信息汇聚后进入休眠模式，直至进行下一次视频信息汇聚。
通过采用上述技术方案，无需工作时，网桥进入休眠模式，从而能够减少耗电量，节约成本。
可选的，所述窄带自组网包括Lora自组网、ZigBee自组网和蓝牙mesh自组网。
可选的，所述移动通信无故障时，所述卫星宽带进入休眠模式。
通过采用上述技术方案，无需工作时，卫星宽带进行休眠模式，减少耗电量，节约成本。
第二方面，本申请提供一种触发式多通讯手段融合的灾害监测方法，采用如下的技术方案：
一种触发式多通讯手段融合的灾害监测方法，基于第一方面所述的灾害监测系统实现，包括，
监测数据采集传输,实时采集监测区域的监测数据，将采集的监测数据通过窄带自组网进行汇聚，并采用短报文/卫星宽带的通信方式，将汇聚后的监测数据实时上传至云监控平台；
视频信息采集存储,实时采集监测区域多个位置处的视频信息，采用宽带自组网通信的方式，周期性将所述多个位置处的视频信息进行汇聚，并将汇聚后的视频信息进行存储；以及，
视频信息传输,接收查看指令后，从存储的视频信息中选择查看指令对应的视频信息，通过切换移动通信和卫星宽带传输的方式，将所述查看指令对应的视频信息发送至云监控平台。
通过采用上述技术方案，采集到的监测数据汇聚后通过卫星宽带/短报文通信发送至云监控平台，采集到的视频信息汇聚后进行存储，当接收到通过短报文通信发送的查看指令后，则通过移动通信或卫星宽带发送对应的视频信息至云监控平台，且传输视频信息时移动通信和卫星宽带可以进行切换，监测人员可以通过云监控平台远程查看监测区域的各项监测数据和视频信息，以便于及时获知或预测监测区域的灾害情况，且通过短报文、卫星宽带、移动通信、窄带自组网和宽带自组网等通信方式的融合，能够及时传输数据，有助于及时且详细地获知监测地区的灾害情况。
附图说明
图1是本申请实施例的一种触发式多通讯手段融合的灾害监测系统的结构示意图。
图2是本申请实施例的视频采集装置的第一结构示意图。
图3是本申请实施例的传感器模块的结构示意图。
图4是本申请实施例的视频采集装置的第二结构示意图。
图5是本申请实施例的一种触发式多通讯手段融合的灾害监测方法的流程图。
附图说明：101、传感器模块；102、视频采集装置；103、控制模块；104、云监控平台。
具体实施方式
以下结合附图1-图5对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种触发式多通讯手段融合的灾害监测系统。参照图1和图2，灾害监测系统包括传感器模块101、视频采集装置102、控制模块103和云监控平台104；
传感器模块101，用于实时采集监测区域的监测数据，通过窄带自组网将采集的监测数据进行汇聚，并采用短报文/卫星宽带的通信方式，将汇聚后的监测数据实时上传至云监控平台104；
视频采集装置102，包括存储设备、网桥和多台视频采集设备，多台视频采集设备用于设置于监测区域的各个位置处，存储设备和多台视频采集设备通过网桥组建宽带自组网，多台视频采集设备实时采集多个视频信息，多个视频信息周期性地通过宽带自组网汇聚并存储于存储设备；
控制模块103，与存储设备通信连接，用于接收并响应查看指令，从存储设备中选择查看指令对应的视频信息，并通过切换移动通信和卫星宽带传输的方式，将查看指令对应的视频信息传输至云监控平台104；
云监控平台104，用于通过短报文通信发送视频查看指令至控制模块103。
多台视频采集设备设置于监测区域的各个位置，多角度拍摄监测区域的视频。将视频采集设备的拍摄时长进行设定，拍摄的时间达到拍摄时长就将视频信息进行汇聚存储。
更具体地：控制模块103在移动通信故障时，切换卫星宽带发送查看指令对应的视频信息至云监控平台104。
需要说明的是，短报文包括北斗短报文。
具体地，传感器模块101、视频采集装置102和控制模块103均设置于监测区域，而云监控平台104远程接收监测数据和视频信息。
上述灾害监测系统的实施方式中，多种通信手段融合来实现监测数据的汇聚、监测数据的发送、视频信息的汇聚和存储以及视频信息的传输，使数据的采集和传输都能顺利进行，便于及时且详细地获知监测地区的灾害情况。
参照图3，作为传感器模块101的一种实施方式，传感器模块101包括多个传感器和汇聚节点，多个传感器用于采集监测数据，多个传感器和汇聚节点之间组建窄带自组网，汇聚节点用于实时汇聚并发送监测数据。监测数据包括裂缝宽度、位置信息、滑坡位移、降水量、深部位移值和次声波，传感器包括裂缝计、定位终端、倾角加速度计、深部位移计、降水量计和次声波传感器。
裂缝计安装于监测区域，实时采集裂缝宽度。定位终端上搭载有全球导航卫星系统（GNSS ），并安装于监测区域内，采集监测区域的位置信息。倾角加速度计安装于监测区域内，用于采集山体滑坡的位移。深部位移深部位移计，预埋于监测区域内，用于采集深部位移。次声波传感器固定于监测区域内，以采集次声波信息。
作为窄带自组网的一种实施方式，窄带自组网包括Lora自组网、ZigBee自组网和蓝牙mesh自组网，且需要说明的是，可以选择这三种自组网中的任一种。
作为视频采集设备的一种实施方式，视频采集设备包括摄像头，摄像头的接口类型可以为GigE、USB、Camera Link等接口类型。
参照图4，作为网桥的一种实施方式，网桥包括多个接收网桥和多个发射网桥，接收网桥和发射网桥一一对应，发射网桥和视频采集设备一一对应。每个视频采集设备采集的视频信息经对应的发射网桥发射后被接收强桥接收，接收网桥将接收的视频信息传输给存储设备，以实现视频信息的采集。当多个视频采集设备较为分散时，则更适于采用上述网桥结构。
参照图1，作为网桥的另一种实施方式，网桥包括接收网桥和多个发射网桥，发射网桥和视频采集设备一一对应，接收网桥分别与多个发射网桥通信，即一个接收网桥对应多个发射网桥。当多个视频采集设备较为集中时，则更适于采用上述网桥结构。
作为网桥的进一步实施方式，网桥在完成一次视频信息汇聚后进入休眠模式，直至进行下一次视频信息汇聚，即在两次视频信息汇聚期间，网桥休眠。通过设置网桥的休眠周期，使休眠的网桥耗电量降低，能够节约成本。
需要说明的是，网桥包括5G网桥、4G网桥和3G网桥等任一网桥。
作为控制模块103的一种实施方式，控制模块103包括控制终端，控制终端上搭载有移动通信系统，以能够连接移动通信网络，且控制终端能够接入卫星宽带。当移动通信网络出现消失、中断等故障时，控制终端立即切换卫星宽带进行通信。进一步，控制终端支持短报文通信。
作为云监控平台104的进一步实施方式，云监控平台104包括传输模块、数据处理模块、报警模块、视频查看模块和预警模块。
传输模块，用于接收监测数据和视频信息。
数据处理模，根据监测数据判断监测区域是否有山体滑坡危险，是否有山体滑坡，以及判断山体滑坡的受灾程度。
判断方法包括：
结合第一裂缝宽度阈值和第一深部位移阈值，判断裂缝宽度是否大于第一裂缝宽度阈值和/或深部位移是否大于第一深部位移阈值，若是，则发生山体滑坡，否则无山体滑坡；
若无山体滑坡，则结合次声波频率范围和降水量阈值，判断次声波信息是否处于次声波频率范围和/或降水量是否超过降水量阈值，若是，则有山体滑坡危险；
若发生山体滑坡，则结合第二裂缝宽度阈值、第三裂缝宽度阈值、第二深部位移阈值和第三深部位移阈值，判断裂缝宽度是否小于第二裂缝宽度阈值且深部位移阈值是否小于第二深部位移阈值，若是，则为轻度受灾，否则判断裂缝宽度是否大于第三裂缝宽度阈值且深部位移阈值是否大于第三深部位移阈值，若是，则重度受灾，否则为中度受灾；以及，
预警模块，若有山体滑坡危险，则根据位置信息，发送预警信息至监测区域的周围的居民。
其中，受灾程度包括轻度受灾、中度受灾和重度受灾。第一裂缝宽度阈值、第二裂缝宽度阈值、第三裂缝宽度阈值、第一深部位移阈值、第二深部位移阈值和第三深部位移阈值均为根据大量的历史数据和/或受灾标准设定的值，次声波频率范围和降水量阈值为根据历史数据和/或灾害标准设定的值。
报警模块，若有山体滑坡，则发送报警信息至救灾中心，报警信息包括受灾程度和位置信息。
视频查看模块，若有山体滑坡，则发送查看指令，将返回的视频信息发送至救灾中心，或根据输入的查看请求，发送查看指令，并将返回的视频信息进行显示。
即在视频查看模块，既能根据山体滑坡自动调取并发送视频信息至救灾中心，也能供监控人员在云监控平台104输入查看请求，查看视频信息。
在上述云监控平台104的进一步实施方式中，通过监测数据进行灾害判断，并根据灾害是否有发生危险，是否发生以及灾害的程度，为相应的居民和救灾中心发送预警信息和报警信息，在有灾害危险时，提醒监测区域附近的居民及时撤离，发生灾害后，发送报警信息给救灾中心，以使救灾人员能够及时提供救援，从而能够在一定程度上能够减少因灾害发生的经济损失和人身安全损失。
本申请提供一种触发式多通讯手段融合的灾害监测系统，不局限于山坡滑坡的监测，经过适应性的改变，将监测数据的数据种类进行适应性调整，再改变视频采集设备的设置位置，即可以用于泥石流或其他自然灾害的监测。
基于上述一种触发式多通讯手段融合的灾害监测系统，实现一种触发式多通讯手段融合的灾害监测方法。参照图5，灾害监测方法包括如下监测数据采集传输201、视频信息采集存储202和视频信息传输203。
监测数据采集传输201，实时采集监测区域的监测数据，将采集的监测数据通过窄带自组网进行汇聚，并采用短报文/卫星宽带的通信方式，将汇聚后的监测数据实时上传至云监控平台104。
监测数据包括裂缝宽度、位置信息、倾角加速度、降水量、深部位移和次声波。
视频信息采集存储202，实时采集监测区域多个位置处的视频信息，采用宽带自组网通信的方式，周期性将多个位置处的视频信息进行汇聚，并将汇聚后的视频信息进行存储。
需要说明的是，采集的所有监测数据通过窄带自组网进行实时汇聚，采集的所有视频信息通过宽带自组网进行汇聚。
视频信息传输203，接收查看指令后，从存储的视频信息中选择查看指令对应的视频信息，通过切换移动通信和卫星宽带传输的方式，将查看指令对应的视频信息发送至云监控平台104。
移动通信出现消失、中断等故障时，切换卫星宽带进行传输。
需要说明的是，测数据采集传输201和视频信息采集存储202可以同时进行，也可以调换顺序，视频信息传输203必须在视频信息采集存储202之后进行。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将系统的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施方式中的对应过程，在此不再赘述。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种触发式多通讯手段融合的灾害监测系统，其特征在于：包括传感器模块(101)、视频采集装置(102)、控制模块(103)和云监控平台(104)；其中，
传感器模块(101)，用于实时采集监测区域的监测数据，通过窄带自组网将采集的监测数据进行汇聚，并采用短报文/卫星宽带的通信方式，将汇聚后的监测数据实时上传至云监控平台(104)；
视频采集装置(102)，包括存储设备、网桥和多台视频采集设备，多台所述视频采集设备用于设置于监测区域的各个位置处，所述存储设备和多台所述视频采集设备通过网桥组建宽带自组网，多台所述视频采集设备实时采集多个视频信息，所述多个视频信息周期性地通过宽带自组网汇聚并存储于存储设备；
所述控制模块(103)，与所述存储设备通信连接，用于接收并响应查看指令，从所述存储设备中选择所述查看指令对应的视频信息，并通过切换移动通信和卫星宽带传输的方式，将所述查看指令对应的视频信息传输至云监控平台(104)；
所述云监控平台(104)，用于通过短报文通信发送视频查看指令至控制模块(103)。
2.根据权利要求1所述的灾害监测系统，其特征在于：所述传感器模块(101)包括多个传感器和汇聚节点，多个所述传感器用于采集监测数据，多个所述传感器和汇聚节点之间组建窄带自组网，所述汇聚节点用于实时汇聚并发送监测数据，所述监测数据包括裂缝宽度、位置信息、滑坡位移、降水量、深部位移值和次声波。
3.根据权利要求1所述的灾害监测系统，其特征在于：所述控制模块(103)在移动通信故障时，切换卫星宽带发送所述查看指令对应的视频信息至云监控平台(104)。
4.根据权利要求1所述的灾害监测系统，其特征在于：所述网桥包括多个接收网桥和多个发射网桥，所述发射网桥与所述视频采集设备一一对应，所述接收网桥和所述发射网桥一一对应。
5.根据权利要求1所述的灾害监测系统，其特征在于：所述网桥包括接收网桥和多个发射网桥，所述发射网桥与所述视频采集设备一一对应，所述接收网桥分别与多个发射网桥通信。
6.根据权利要求1、4或5所述的灾害监测系统，其特征在于：所述网桥在完成一次视频信息汇聚后进入休眠模式，直至进行下一次视频信息汇聚。
7.根据权利要求1或2所述的一种多通讯手段融合的灾害监测系统，其特征在于：所述窄带自组网包括Lora自组网、ZigBee自组网和蓝牙mesh自组网。
8.根据权利要求1或3所述的一种多通讯手段融合的灾害监测系统，其特征在于：所述移动通信无故障时，所述卫星宽带进入休眠模式。
9.一种触发式多通讯手段融合的灾害监测方法，基于权利要求1至8所述的灾害监测系统实现，其特征在于：包括，
监测数据采集传输(201)，实时采集监测区域的监测数据，将采集的监测数据通过窄带自组网进行汇聚，并采用短报文/卫星宽带的通信方式，将汇聚后的监测数据实时上传至云监控平台(104)；
视频信息采集存储(202)，实时采集监测区域多个位置处的视频信息，采用宽带自组网通信的方式，周期性将所述多个位置处的视频信息进行汇聚，并将汇聚后的视频信息进行存储；以及，
视频信息传输(203),接收查看指令后，从存储的视频信息中选择查看指令对应的视频信息，通过切换移动通信和卫星宽带传输的方式，将所述查看指令对应的视频信息发送至云监控平台(104)。
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