CN113596404B - 一种多通信方式多功能监测方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多通信方式多功能监测方法及设备，涉及通信监测技术领域；包括如下步骤：将监测传感器组与相对应的无线通信模块均匀分布于各个监测点；在每个监测点四周分布摄像头；根据预设规则生成采集指令，并将采集指令发送至监测传感器组；当接收到采集指令时，监测传感器组用于采集先兆参数数据，将先兆参数数据与对应的参数报警阈值进行对比，对异常数据进行报警；当接收到报警信号时，将摄像头拍摄的视频数据通过无线通信模块上传至客户端；本发明中根据威胁系数确定监测点对应的监测传感器组的采集间隔和采集时长，合理安排监测资源，提高监测效率，延长了电池的寿命，有效解决了现场供电困难的问题。

Description

一种多通信方式多功能监测方法及设备

技术领域

本发明涉及通信监测技术领域，具体是一种多通信方式多功能监测方法及设备。

背景技术

当前地质灾害的防范手段以人防监测为主，难以及时获取地质灾害发生前期的先兆信息的被动防灾救灾局面，实现地质灾害防治管理的科学化、信息化、标准化和可视化，精准、详细、动态开展防灾避灾抗灾。

但是现有的监测手段是通过太阳能系统供电，地灾多发地区全年光照条件较差，且地灾发生前往往伴有长时间的降水，太阳能系统容易发生馈电的情况，这样将导致仪器无法工作，还有就是不能定时查看监测点周围的环境，但监测点出现报警，必须要去现场查看情况，存在耗费人力和物力的缺点。为了解决以上存在的问题，提出一种多通信方式多功能监测方法及设备。

发明内容

为了解决上述方案存在的问题，本发明提供了一种多通信方式多功能监测方法及设备。本发明解决了当前无线设备传输距离有限，功能单一等问题，根据威胁系数确定监测点对应的监测传感器组的采集间隔和采集时长，合理安排监测资源，提高监测效率，有效解决了现场供电困难等问题；还可以方便灵活组网通信，免维护。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种多通信方式多功能监测方法，包括如下步骤：

步骤一：根据经纬度在监测区域设置若干个监测点，将监测传感器组与相对应的无线通信模块均匀分布于各个监测点；在每个监测点四周分布摄像头，用于采集监测点周围的视频数据；

步骤二：根据预设规则生成采集指令，并将采集指令发送至监测传感器组；所述预设规则为对应的监测传感器组的采集间隔和采集时间；具体为：

采集各个监测点的基础数据并进行分析，得到对应的监测点的威胁系数，根据威胁系数确定监测点对应的监测传感器组的采集间隔和采集时间；所述基础数据包括微气象数据、微地形数据、人文数据；

步骤三：当接收到采集指令时，监测传感器组用于采集先兆参数数据，将先兆参数数据与对应的参数报警阈值进行对比，对异常数据进行报警；

步骤四：当接收到报警信号时，自动开启对应监测点的摄像头和无线通信模块，将摄像头拍摄的视频数据通过无线通信模块上传至客户端，客户端可以远程查看监测点的实时画面；同时无线通信模块用于将采集的先兆参数数据上传至客户端。

进一步地，所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、TD-LTE/FDD-LTE模块、NB-IOT/LoRa模块、GPS模块或北斗定位模块；

所述监测传感器组包括加速度传感器、倾角传感器、裂缝传感器、GPS定位传感器以及电量传感器；所述先兆参数数据包括加速度值、倾角值、裂缝值、GPS定位值以及电池剩余电量。

进一步地，所述监测传感器组、摄像头和无线通信模块均带有厚薄两种可充放电池，与太阳能电板连接；所述太阳能电板面积为3-10平方分米，用于向可充放电池供电；其中，薄状可充放电池容量为20-40Wh，厚状可充放电池容量为50-100Wh；厚薄两种可充放电池的输出电压均为5±1V，用于向环境监测设备、摄像头和无线通信模块供电。

进一步地，所述薄状可充放电池只应用于太阳能电池板所提供的电力超出消耗电力的场景中，不向厚状可充放电池充电；

当太阳能电池板所提供的电力超出消耗电力时，薄状可充放电池用于存储电力，当太阳能电池板所提供的电力不足消耗电力时，薄状可充放电池用于供电。

进一步地，采集各个监测点的基础数据并进行分析，得到对应的监测点的威胁系数，具体分析步骤为：

S21：通过气象平台采集各个监测点区域内的实时微气象数据，所述实时微气象数据包括风速、风向、温度、湿度、气压以及雨量预测数据，根据实时微气象数据对监测点的气象敏感度进行评估；

S22：获取各个监测点区域内的实时微地形数据，所述实时微地形数据包括裸地面积占比、植被面积占比、建筑物面积占比、湖泊面积占比和平均海拔高度，根据实时微地形数据对监测点的地形敏感度进行评估；

S23：获取各个监测点区域内的人文数据，所述人文数据为日均人流量、经济支撑条件以及各个监测点区域在系统当前时间前六个月内的灾害信息，所述灾害信息包括灾害等级、牵连人数和财产损失；根据人文数据对监测点的人文关注度进行评估；

S24：通过步骤S21得到的气象敏感度、步骤S22得到的地形敏感度以及步骤S23得到的人文关注度对监测点的威胁系数进行评估。

进一步地，在确定对应的监测传感器组的采集间隔和采集时长之前还包括：

根据用户需求预先创建若干个采集间隔和采集时长；

将威胁系数区间与采集间隔和采集时长进行关联，生成威胁系数与采集间隔的映射关系表以及威胁系数与采集时长的映射关系表。

进一步地，所述无线通信模块内设置有定时单元，所述定时单元用于实现定时控制的目的，每间隔预设时间无线通信模块获取监测传感器组采集的先兆参数数据并将采集的先兆参数数据上传至客户端。

进一步地，一种多通信方式多功能监测设备，包括摄像头、无线通信模块、指令生成模块、先兆参数采集模块、MCU控制器、报警模块以及存储模块；

摄像头：分布于各个监测点四周，用于采集监测点周围的视频数据；

无线通信模块：均匀分布于各个监测点，用于将数据上传至客户端；

指令生成模块：用于根据预设规则生成采集指令，并将采集指令发送至先兆参数采集模块；所述预设规则为对应的监测传感器组的采集间隔和采集时间；

先兆参数采集模块：为均匀分布于各个监测点的监测传感器组，当接收到采集指令时，采集先兆参数数据，并将先兆参数数据传输至MCU控制器；

MCU控制器：将先兆参数数据与对应的参数报警阈值进行对比，对异常数据进行报警；具体为：

若先兆参数数据≥对应的参数报警阈值，则生成报警信号，并将报警信号传输至报警模块，所述报警模块接收到报警信号后发出警报；

当接收到报警信号时，MCU控制器控制对应监测点的摄像头和无线通信模块开启，将摄像头拍摄的视频数据通过无线通信模块上传至客户端；同时无线通信模块用于将采集的先兆参数数据上传至客户端；

存储模块：用于存储先兆参数采集模块采集的先兆参数数据。

进一步地，该设备还包括监测管理模块，所述监测管理模块用于存储采集间隔和采集时间并对采集间隔和采集时间进行分类，所述监测管理模块包括创建单元、编辑单元；

所述创建单元用于根据用户需求创建若干个采集间隔和采集时间；

所述编辑单元用于将威胁系数区间与采集间隔和采集时间进行关联，生成威胁系数与采集间隔的映射关系表以及威胁系数与采集时长的映射关系表；

所述监测管理模块用于将映射关系表经MCU控制器传输至存储模块进行存储。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中结合监测点区域的微气象数据、微地形数据、人文数据对气象敏感度、地形敏感度以及人文关注度进行评估，结合气象敏感度、地形敏感度以及人文关注度计算得到监测的威胁系数，根据威胁系数确定监测点对应的监测传感器组的采集间隔和采集时长，合理安排监测资源，提高监测效率，同时监测传感器组在没有采集的情况下，处于休眠状态；在没有报警或者是特殊情况下，摄像头和无线通信模块处于完全断电情况，延长了电池的寿命，有效解决了现场供电困难的问题；

2、当接收到报警信号时，自动开启对应监测点的摄像头和无线通信模块，将摄像头拍摄的视频数据通过无线通信模块上传至客户端，客户端可以远程查看监测点的实时画面，以便更加清楚真实了解现场的真实情况；其中摄像头和无线通信模块可以通过客户端随时唤醒，方便随时查看现场的真实画面。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的系统框图。

图2为本发明的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示，一种多通信方式多功能监测方法，包括如下步骤：

步骤一：根据经纬度在监测区域设置若干个监测点，将监测传感器组与相对应的无线通信模块均匀分布于各个监测点；在每个监测点四周分布摄像头，用于采集监测点周围的视频数据；其中无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、TD-LTE/FDD-LTE模块、NB-IOT/LoRa模块、GPS模块或北斗定位模块；

所述监测传感器组、摄像头和无线通信模块均带有厚薄两种可充放电池，与太阳能电板连接；所述太阳能电板面积为3-10平方分米，用于向可充放电池供电，其中，薄状可充放电池容量为20-40Wh，厚状可充放电池容量为50-100Wh；厚薄两种可充放电池的输出电压均为5±1V，用于向环境监测设备、摄像头和无线通信模块供电；

其中，薄状可充放电池只应用于太阳能电池板所提供的电力远大于环境监测设备或摄像头或无线通信模块消耗电力的场景中，不向厚状可充放电池充电；当太阳能电池板所提供的电力远大于消耗电力时，薄状可充放电池用于存储电力，当太阳能电池板所提供的电力不足消耗电力时，薄状可充放电池用于供电，有效解决了现场供电困难的问题；

步骤二：根据预设规则生成采集指令，并将采集指令发送至监测传感器组；所述预设规则为对应的监测传感器组的采集间隔和采集时间；具体为：

采集各个监测点的基础数据并进行分析，得到对应的监测点的威胁系数，根据威胁系数确定监测点对应的监测传感器组的采集间隔和采集时间；所述基础数据包括微气象数据、微地形数据、人文数据；具体分析步骤为：

S21：通过气象平台采集各个监测点区域内的实时微气象数据，所述实时微气象数据包括风速、风向、温度、湿度、气压以及雨量预测数据，根据实时微气象数据对监测点的气象敏感度进行评估；

S22：获取各个监测点区域内的实时微地形数据，所述实时微地形数据包括裸地面积占比、植被面积占比、建筑物面积占比、湖泊面积占比和平均海拔高度，根据实时微地形数据对监测点的地形敏感度进行评估；

S23：获取各个监测点区域内的人文数据，所述人文数据为日均人流量、经济支撑条件以及各个监测点区域在系统当前时间前六个月内的灾害信息，所述灾害信息包括灾害等级、牵连人数和财产损失；根据人文数据对监测点的人文关注度进行评估；其中日均人流量越多、经济支撑条件越好、灾害信息越多，则人文关注度越高；

S24：通过步骤S21得到的气象敏感度、步骤S22得到的地形敏感度以及步骤S23得到的人文关注度对监测点的威胁系数进行评估；其中人文关注度越高、地形敏感度越大、气象敏感度越大，则威胁系数越大；

其中，根据威胁系数确定监测点对应的监测传感器组的采集间隔和采集时长，具体为：

获取监测点的威胁系数，确定威胁系数在对应映射关系表中位于的威胁系数区间；

根据威胁系数区间获取对应的采集间隔和采集时长；

将对应的采集间隔和采集时长显示在显示界面；

其中，在确定对应的监测传感器组的采集间隔和采集时长之前还包括：

根据用户需求预先创建若干个采集间隔和采集时长；

将威胁系数区间与采集间隔和采集时长进行关联，生成威胁系数与采集间隔的映射关系表以及威胁系数与采集时长的映射关系表；其中威胁系数越大，则对应的采集间隔越短，采集时长越长；

本发明中结合监测点区域的微气象数据、微地形数据、人文数据对气象敏感度、地形敏感度以及人文关注度进行评估，结合气象敏感度、地形敏感度以及人文关注度计算得到监测的威胁系数，根据威胁系数确定监测点对应的监测传感器组的采集间隔和采集时长，合理安排监测资源，提高监测效率，同时监测传感器组在没有采集的情况下，处于休眠状态，延长了电池的寿命，有效解决了现场供电困难的问题；

步骤三：监测传感器组用于采集先兆参数数据，所述监测传感器组包括加速度传感器、倾角传感器、裂缝传感器、GPS定位传感器以及电量传感器；所述先兆参数数据包括加速度值、倾角值、裂缝值、GPS定位值以及电池剩余电量；将先兆参数数据与对应的参数报警阈值进行对比，对异常数据进行报警；

步骤四：当接收到报警信号时，自动开启对应监测点的摄像头和无线通信模块，将摄像头拍摄的视频数据通过无线通信模块上传至客户端，客户端可以远程查看监测点的实时画面，以便更加清楚真实了解现场的真实情况；

其中摄像头和无线通信模块可以通过客户端随时唤醒，方便随时查看现场的真实画面；

其中当接收到报警信号时，所述无线通信模块用于将采集的先兆参数数据上传至客户端；

所述无线通信模块内设置有定时单元，所述定时单元用于实现定时控制的目的，每间隔预设时间无线通信模块获取监测传感器组采集的先兆参数数据并将采集的先兆参数数据上传至客户端；

在没有报警或者是特殊情况下，摄像头和无线通信模块处于完全断电情况，为了延长电池的寿命，有效解决了现场供电困难的问题，在报警情况下，会自动上传拍摄视频和先兆参数数据；

一种多通信方式多功能监测设备，包括摄像头、无线通信模块、指令生成模块、先兆参数采集模块、MCU控制器、报警模块以及存储模块；

摄像头：分布于各个监测点四周，用于采集监测点周围的视频数据；

无线通信模块：均匀分布于各个监测点，用于将数据上传至客户端；

指令生成模块：用于根据预设规则生成采集指令，并将采集指令发送至先兆参数采集模块；所述预设规则为对应的监测传感器组的采集间隔和采集时间；具体为：

采集各个监测点的基础数据并进行分析，得到对应的监测点的威胁系数，根据威胁系数确定监测点对应的监测传感器组的采集间隔和采集时间；

先兆参数采集模块：为均匀分布于各个监测点的监测传感器组，当接收到采集指令时，采集先兆参数数据，并将先兆参数数据传输至MCU控制器；

MCU控制器：将先兆参数数据与对应的参数报警阈值进行对比，对异常数据进行报警；具体为：

若先兆参数数据≥对应的参数报警阈值，则生成报警信号，并将报警信号传输至报警模块，所述报警模块接收到报警信号后发出警报；

当接收到报警信号时，MCU控制器控制对应监测点的摄像头和无线通信模块开启，将摄像头拍摄的视频数据通过无线通信模块上传至客户端；

存储模块：用于存储先兆参数采集模块采集的先兆参数数据；

该设备还包括监测管理模块，所述监测管理模块用于存储采集间隔和采集时间并对采集间隔和采集时间进行分类，所述监测管理模块包括创建单元、编辑单元；

所述创建单元用于根据用户需求创建若干个采集间隔和采集时间；

所述编辑单元用于将威胁系数区间与采集间隔和采集时间进行关联，生成威胁系数与采集间隔的映射关系表以及威胁系数与采集时长的映射关系表；

所述监测管理模块用于将映射关系表经MCU控制器传输至存储模块进行存储。

本发明的工作原理：

一种多通信方式多功能监测方法及设备，在工作时，根据经纬度在监测区域设置若干个监测点，将监测传感器组与相对应的无线通信模块均匀分布于各个监测点；在每个监测点四周分布摄像头，指令生成模块用于根据预设规则生成采集指令，并将采集指令发送至先兆参数采集模块；所述预设规则为对应的监测传感器组的采集间隔和采集时间；先兆参数采集模块为均匀分布于各个监测点的监测传感器组，当接收到采集指令时，采集先兆参数数据，并将先兆参数数据传输至MCU控制器；MCU控制器将先兆参数数据与对应的参数报警阈值进行对比，对异常数据进行报警；当接收到报警信号时，MCU控制器控制对应监测点的摄像头和无线通信模块开启，将摄像头拍摄的视频数据通过无线通信模块上传至客户端；客户端可以远程查看监测点的实时画面，以便更加清楚真实了解现场的真实情况，其中摄像头和无线通信模块可以通过客户端随时唤醒，方便随时查看现场的真实画面；

本发明中结合监测点区域的微气象数据、微地形数据、人文数据对气象敏感度、地形敏感度以及人文关注度进行评估，结合气象敏感度、地形敏感度以及人文关注度计算得到监测的威胁系数，根据威胁系数确定监测点对应的监测传感器组的采集间隔和采集时长，合理安排监测资源，提高监测效率，同时监测传感器组在没有采集的情况下，处于休眠状态；在没有报警或者是特殊情况下，摄像头和无线通信模块处于完全断电情况，延长了电池的寿命，有效解决了现场供电困难的问题。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (3)

1.一种多通信方式多功能监测方法，基于监测设备运行，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：根据经纬度在监测区域设置若干个监测点，将监测传感器组与相对应的无线通信模块均匀分布于各个监测点；在每个监测点四周分布摄像头，用于采集监测点周围的视频数据；所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、TD-LTE/FDD-LTE模块、NB-IOT/LoRa模块、GPS模块或北斗定位模块；所述监测传感器组包括加速度传感器、倾角传感器、裂缝传感器、GPS定位传感器以及电量传感器；

步骤二：根据预设规则生成采集指令，并将采集指令发送至监测传感器组；所述预设规则为对应的监测传感器组的采集间隔和采集时间；具体为：

采集各个监测点的基础数据并进行分析，得到对应的监测点的威胁系数，其中，基础数据包括微气象数据、微地形数据、人文数据；具体分析步骤为：

S21：通过气象平台采集各个监测点区域内的实时微气象数据，所述实时微气象数据包括风速、风向、温度、湿度、气压以及雨量预测数据，根据实时微气象数据对监测点的气象敏感度进行评估；

S22：获取各个监测点区域内的实时微地形数据，所述实时微地形数据包括裸地面积占比、植被面积占比、建筑物面积占比、湖泊面积占比和平均海拔高度，根据实时微地形数据对监测点的地形敏感度进行评估；

S23：获取各个监测点区域内的人文数据，所述人文数据为日均人流量、经济支撑条件以及各个监测点区域在系统当前时间前六个月内的灾害信息，所述灾害信息包括灾害等级、牵连人数和财产损失；根据人文数据对监测点的人文关注度进行评估；

S24：通过步骤S21得到的气象敏感度、步骤S22得到的地形敏感度以及步骤S23得到的人文关注度对监测点的威胁系数进行评估；

根据威胁系数确定监测点对应的监测传感器组的采集间隔和采集时间，具体为：

获取监测点的威胁系数，确定威胁系数在对应映射关系表中位于的威胁系数区间；根据威胁系数区间获取对应的采集间隔和采集时长；将对应的采集间隔和采集时长显示在显示界面；

其中，在确定对应的监测传感器组的采集间隔和采集时长之前，还包括：

根据用户需求预先创建若干个采集间隔和采集时长；

将威胁系数区间与采集间隔和采集时长进行关联，生成威胁系数与采集间隔的映射关系表以及威胁系数与采集时长的映射关系表；

步骤三：当接收到采集指令时，监测传感器组用于采集先兆参数数据，将先兆参数数据与对应的参数报警阈值进行对比，对异常数据进行报警；所述先兆参数数据包括加速度值、倾角值、裂缝值、GPS定位值以及电池剩余电量；

步骤四：当接收到报警信号时，自动开启对应监测点的摄像头和无线通信模块，将摄像头拍摄的视频数据通过无线通信模块上传至客户端，客户端远程查看监测点的实时画面；同时无线通信模块用于将采集的先兆参数数据上传至客户端；

其中，所述监测传感器组、摄像头和无线通信模块均带有厚薄两种可充放电池，与太阳能电板连接；所述太阳能电板面积为3-10平方分米，用于向可充放电池供电；其中，薄状可充放电池容量为20-40Wh，厚状可充放电池容量为50-100Wh；厚薄两种可充放电池的输出电压均为5±1V，用于向监测传感器组、摄像头和无线通信模块供电；

所述薄状可充放电池只应用于太阳能电池板所提供的电力超出消耗电力的场景中，不向厚状可充放电池充电；

当太阳能电池板所提供的电力超出消耗电力时，薄状可充放电池用于存储电力，当太阳能电池板所提供的电力不足消耗电力时，薄状可充放电池用于供电；

所述无线通信模块内设置有定时单元，所述定时单元用于实现定时控制的目的，每间隔预设时间无线通信模块获取监测传感器组采集的先兆参数数据并将采集的先兆参数数据上传至客户端。

2.一种多通信方式多功能监测设备，用于执行如权利要求1所述的一种多通信方式多功能监测方法，其特征在于，包括：

摄像头：分布于各个监测点四周，用于采集监测点周围的视频数据；

无线通信模块：均匀分布于各个监测点，用于将数据上传至客户端；

指令生成模块：用于根据预设规则生成采集指令，并将采集指令发送至先兆参数采集模块；所述预设规则为对应的监测传感器组的采集间隔和采集时间；

先兆参数采集模块：为均匀分布于各个监测点的监测传感器组，当接收到采集指令时，采集先兆参数数据，并将先兆参数数据传输至MCU控制器；

MCU控制器：将先兆参数数据与对应的参数报警阈值进行对比，对异常数据进行报警；具体为：

若先兆参数数据≥对应的参数报警阈值，则生成报警信号，并将报警信号传输至报警模块，所述报警模块接收到报警信号后发出警报；

当接收到报警信号时，MCU控制器控制对应监测点的摄像头和无线通信模块开启，将摄像头拍摄的视频数据通过无线通信模块上传至客户端；同时无线通信模块用于将采集的先兆参数数据上传至客户端；

存储模块：用于存储先兆参数采集模块采集的先兆参数数据。

3.根据权利要求2所述的一种多通信方式多功能监测设备，其特征在于，该设备还包括监测管理模块，所述监测管理模块用于存储采集间隔和采集时间并对采集间隔和采集时间进行分类，所述监测管理模块包括创建单元、编辑单元；

所述创建单元用于根据用户需求创建若干个采集间隔和采集时间；

所述编辑单元用于将威胁系数区间与采集间隔和采集时间进行关联，生成威胁系数与采集间隔的映射关系表以及威胁系数与采集时长的映射关系表；

所述监测管理模块用于将映射关系表经MCU控制器传输至存储模块进行存储。

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