CN204632065U - 基于无人飞行器中继的wifi的山体滑坡灾害预警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型基于无人飞行器中继的WIFI的山体滑坡灾害预警系统包括若干个检测点；无人飞行器；及数据处理中心；每个检测点由太阳能风能结合供电装置供电，由数据采集系统采集各检测桩的倾角参数及桩间位移参数，进行处理分析；若分析结果超限，则启动声光报警器，警示附近人员或提示在此检测点巡检的无人飞行器进入紧急模式；通过WIFI模块获取检测记录的各检测桩的参数，并由图像采集系统采集现场图像数据；无人飞行器紧急返回数据处理中心，通过WIFI模块将各检测点的倾角和桩间位移参数、图像数据下载到数据处理中心的数据处理分析模块，结合历史数据进行灾情分析，并给出灾情处理建议。

Description

基于无人飞行器中继的WIFI的山体滑坡灾害预警系统

技术领域：

本实用新型涉及一种基于无人飞行器中继的WIFI的山体滑坡灾害预警系统，尤其适合地形环境恶劣，难以做到及时获取滑坡信息的山体。

背景技术：

滑坡是全世界常见的自然地质灾害。山体滑坡不仅造成一定范围内的人员伤亡、财产损失，还会对附近道路交通造成严重威胁。常常给工农业生产以及人民生命财产造成巨大损失、有的甚至是毁灭性的灾难。传统滑坡检测主要是在现场布置固定的传感器和仪表后，通过汇总人工定时读取的数据来得到滑坡的安全状况，难以及时甚至无法捕捉到滑坡临近失稳前的最宝贵信息，因此不可能及时准确地对滑坡状况进行预测报警。当前的山体滑坡检测预警系统常采用在现场布置各类传感器，通过GPRS/3G进行无线数据传输，由后端服务平台进行数据分析，得出检测结论。但是山体滑坡多发区域的环境资源相对较少，3G信号、电力的覆盖不一定能完全满足，还要对暴雨、大风、爆晒、人为破坏等可能破坏检测设备。因此在一定程度上影响了此类检测系统的适用，所以需要一种满足山区的各种地形、资源条件和通讯条件的山体滑坡数据采集系统。

实用新型内容：

为了克服现有滑坡检测系统难以及时准确地对滑坡状况进行预测报警的现状，本实用新型提供一种基于无人飞行器中继的WIFI的山体滑坡灾害预警系统，其以无人飞行器为数据中继，使检测点布置灵活，不受地形条件的影响，也不需人员现场采集，并可按需求及时获取滑坡信息的新型灾害预警系统。

本实用新型采用如下技术方案：一种基于无人飞行器中继的WIFI的山体滑坡灾害预警系统，其包括布置于险情易发点区域的若干个检测点；无人飞行器；及数据处理中心；

所述检测点包括第一检测桩、第二检测桩、第三检测桩、第一倾角传感器、第二倾角传感器、第三倾角传感器、超声波测距传感器、为检测点提供所需电能的太阳能风能结合供电装置、数据采集系统、第一WIFI模块及声光报警器，所述超声波测距传感器装载于第一检测桩的顶部，第一倾角传感器、第二倾角传感器、第三倾角传感器分别对应的安装于第一检测桩、第二检测桩、第三检测桩的底部；

所述无人飞行器包括第二WIFI模块、机载数据处理模块及图像采集系统，所述数据采集系统采集各检测桩的倾角参数及桩间位移参数后经第一WIFI模块输出，由第二WIFI模块接收，图像采集系统采集检测点图像数据；

所述数据处理中心包括数据处理分析模块、用于接收第二WIFI模块传输来的各检测桩的倾角参数及桩间位移参数以及用于接收图像采集系统采集到的检测点图像数据并将接收的参数和图像传输给数据处理分析模块的第三WIFI模块、及用于控制无人飞行器飞行的无人飞行器调度模块。

进一步地，所述第一检测桩、第二检测桩及第三检测桩相互之间的间距为3～5米。

本实用新型还采用如下技术方案：一种基于无人飞行器中继的WIFI的山体滑坡灾害预警系统的预警方法，其包括如下步骤：

(1).数据采集系统采集各检测桩的倾角参数及桩间位移参数，并进行分析，若分析结果超限，则进入步骤(2)，若分析结果未超限，则进入步骤(3)；

(2).启动声光报警器，警示附近人员或提示在此检测点巡检的无人飞行器进入紧急模式，数据采集系统采集的各检测桩的倾角参数及桩间位移参数后经第一WIFI模块输出，由第二WIFI模块接收，同时图像采集系统采集检测点图像数据，无人飞行器返回数据处理中心，第三WIFI模块接收从第二WIFI模块传输来的各检测桩的倾角参数及桩间位移参数以及接收从图像采集系统采集到的检测点图像数据并将接收的参数和图像传输给数据处理分析模块，数据处理分析模块结合历史数据进行灾情分析，并给出灾情处理建议；

(3).无人飞行器按调度计划由无人飞行器调度模块控制继续巡检下一个检测点。

本实用新型具有如下有益效果：

(1)采用WIFI数据传输克服了山区GPRS/3G信号不能完全覆盖的问题，使滑坡检测更加准确即时；

(2)从滑坡产生的物理过程着手，通过超声波测距传感器和倾角传感器测量获取 滑坡体变化过程物理信息的倾角、滑坡运动，操作简单，成本低廉；

(3)利用无人飞行器进行图像采集与数据中继，将坡体不同检测点获取的信息汇总并综合分析决策预警，可实现无人值守自动预警，同时可不受环境限制；

(4)现场传感器采用太阳能电池与风电结合供电，无需立杆送电，节省人力和资源；

(5)适用于多种地形，安装简便，无需专业人员操作，且成本低，可广泛布设并推广应用于山区的村庄、居民区、重要铁路和公路等附近的山体。

附图说明：

图1为本实用新型基于无人飞行器中继的WIFI的山体滑坡灾害预警系统。

图2为太阳能风能结合供电装置图。

图3为检测桩与倾角传感器、超声波测距传感器的安装位置图。

具体实施方式：

请参照图1所示，本实用新型基于无人飞行器中继的WIFI的山体滑坡灾害预警系统包括布置于险情易发点区域的若干个检测点(其中每个检测点包括第一检测桩、第二检测桩、第三检测桩、第一倾角传感器、第二倾角传感器、第三倾角传感器、超声波测距传感器、太阳能风能结合供电装置、数据采集系统、第一WIFI模块及声光报警器)；无人飞行器(包括图像采集系统、机载数据处理模块及第二WIFI模块)；数据处理中心(第三WIFI模块、数据处理分析模块及无人飞行器调度模块)。无人飞行器由数据处理中心的飞行调度模块控制，定时或即时巡检某个或多个检测点。每个检测点由太阳能风能结合供电装置供电，太阳能风能结合供电装置能够克服了检测点供电不易、蓄电池充电困难的问题。在有风或有太阳光照射的环境下，通过风光互补控制器，将太阳能电池板或风力发电机发的电用于给蓄电池充电，保持蓄电池电力充足。通过数据采集系统采集各检测桩的倾角参数及桩间位移参数，并进行处理分析，若分析结果超限，则启动声光报警器，警示附近人员或提示在此检测点巡检的无人飞行器进入紧急模式。数据采集系统采集的各检测桩的倾角参数及桩间位移参数后经第一WIFI模块输出，由第二WIFI模块接收，同时图像采集系统采集检测点图像数据，无人飞行器返回数据处理中心，第 三WIFI模块接收从第二WIFI模块传输来的各检测桩的倾角参数及桩间位移参数以及接收从图像采集系统采集到的检测点图像数据并将接收的参数和图像传输给数据处理分析模块，数据处理分析模块结合历史数据进行灾情分析，并给出灾情处理建议。

本实用新型基于无人飞行器中继的WIFI的山体滑坡灾害预警系统中使用太阳能风能结合供电装置，以满足各种天气条件下的供电需求。

下面通过一个实施例具体介绍一下本实用新型基于无人飞行器中继的WIFI的山体滑坡灾害预警系统的工作过程：

本实用新型基于无人飞行器中继的WIFI的山体滑坡灾害预警系统在每个山体滑坡危险区域布置一个检测点，其中每个检测点按山势呈三角形布置第一检测桩、第二检测桩和第三检测桩，其中第一检测桩、第二检测桩、第三检测桩相互之间间距3～5米。其中以第一检测桩为主，在其顶部装载超声波测距传感器，分别测量第二检测桩和第三检测桩的顶部及底部与第一检测桩顶部的距离，并由数据采集系统记录为距离1、2、3、4，同时在第一检测桩、第二检测桩、第三检测桩的底部以不同深度分别布置第一倾角传感器、第二倾角传感器、第三倾角传感器，并有数据采集系统记录为倾角1、2、3。其中第一倾角传感器、第二倾角传感器、第三倾角传感器及超声波测距传感器所需电能由太阳能风能结合供电装置提供，以确保各检测点在各种天气环境下供电正常。并进行处理分析。若分析结果超限，则启动声光报警器，警示附近人员或提示在此检测点巡检的无人飞行器进入紧急模式。

无人飞行器由数据处理中心的飞行调度模块控制，定时或即时巡检某个或多个检测点，通过第二WIFI模块获取检测记录的各检测桩的参数，并由图像采集系统从3个角度采集各检测点的现场图像数据。无人飞行器所巡检的检测点如果出现险情，则紧急返回数据处理中心，若无险情则按调度计划继续巡检下一个检测点。无人飞行器返回数据处理中心后，通过第三WIFI模块将各检测点的倾角和桩间位移参数、图像数据下载到数据处理中心的数据处理分析模块，结合历史数据进行灾情分析，并给出灾情处理建议。

本实用新型中通过第一倾角传感器、第二倾角传感器、第三倾角传感器及超声波测距传感器能够间接测量滑坡体变化过程物理信息的倾角、滑坡运动，并由数据采集系统收集。同时采用无人飞行器作为数据中继，使检测点布置灵活，不受地形条件的影响，也不需人员现场采集。同时利用无人飞行器可现场采集图像，与数据分析结果进行综合 分析。本实用新型基于无人飞行器中继的WIFI的山体滑坡灾害预警系统具有成本低、长寿命、安装简便、操作简单等特点，它的推广应用经济效益显著。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于无人飞行器中继的WIFI的山体滑坡灾害预警系统，其特征在于：包括布置于险情易发点区域的若干个检测点；无人飞行器；及数据处理中心；

所述检测点包括第一检测桩、第二检测桩、第三检测桩、第一倾角传感器、第二倾角传感器、第三倾角传感器、超声波测距传感器、为检测点提供所需电能的太阳能风能结合供电装置、数据采集系统、第一WIFI模块及声光报警器，所述超声波测距传感器装载于第一检测桩的顶部，第一倾角传感器、第二倾角传感器、第三倾角传感器分别对应的安装于第一检测桩、第二检测桩、第三检测桩的底部；

所述无人飞行器包括第二WIFI模块、机载数据处理模块及图像采集系统，所述数据采集系统采集各检测桩的倾角参数及桩间位移参数后经第一WIFI模块输出，由第二WIFI模块接收，图像采集系统采集检测点图像数据；

所述数据处理中心包括数据处理分析模块、用于接收第二WIFI模块传输来的各检测桩的倾角参数及桩间位移参数以及用于接收图像采集系统采集到的检测点图像数据并将接收的参数和图像传输给数据处理分析模块的第三WIFI模块、及用于控制无人飞行器飞行的无人飞行器调度模块。

2.如权利要求1所述的基于无人飞行器中继的WIFI的山体滑坡灾害预警系统，其特征在于：所述第一检测桩、第二检测桩及第三检测桩相互之间的间距为3～5米。