CN205354288U - 一种基于物联网技术的山体滑坡监测预警装置 - Google Patents

一种基于物联网技术的山体滑坡监测预警装置 Download PDF

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孙静
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孙静
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Abstract

本实用新型公开了一种基于物联网技术的山体滑坡监测预警装置,包括ZigBee无线传感器节点、GPRS传输网关和监控中心,ZigBee无线传感器节点包括传感器、GPS定位装置、处理器模块、ZigBee无线通信芯片和锂电池,每个传感器上均安装有GPS定位装置、处理器模块、ZigBee无线通信芯片和锂电池,还包括一太阳能电池,太阳能电池通过电磁感应式无线充电实现对锂电池的充电。本实用新型利用无线传感器实时采集信息,通过ZigBee网络将信息传输给控制器,利用GPRS技术将采集数据传输给控制中心,能够全面地、快速地感知监测区域的数据,且可实时定位每个传感器所在的位置,通过太阳能供电,节能环保。

Description

一种基于物联网技术的山体滑坡监测预警装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及山区滑坡地质灾害监测领域,具体涉及一种基于物联网技术的山体滑坡监测预警装置。
背景技术
[0002]随着经济的发展,人类越来越多的工程活动破坏了自然坡体。伴随着降雨和地壳变化,秦岭山区成为滑坡等次生地质灾害高发频发区之一,每年都会造成重大的人员伤亡和经济财产损失,与此同时,在一定程度上也造成了水土流失,严重破坏了生态环境。加强滑坡灾害的监测与治理,能够在最快最短的时间发现并采取有效措施,已经成为滑坡抢险救援中最大程度减少损失的关键因素。
[0003]滑坡易发区通常是地形陡峭、环境恶劣,一般人们难以接近去监控滑坡活动的地区。国内外传统的滑坡监测方法和手段很多,例如大地测量法、宏观地质观测法、测斜法、沉降法等。这些监测方法受到环境(如天气、地形等)和技术的限制,无法实现数据的实时采集与传输。而近些年采用的较现代化监测方法,效果也不太理想。
[0004] ZigBee技术是物联网的一种具体实现形式。它作为一种新兴的无线通信技术,是一组无线标准研制开发的有关组网、安全和应用软件方向的技术标准。ZigBee工作在20-250kbp的较低速率,满足监控的数据传输要求。因此,ZigBee技术可实现在无GPRS信号区与有信号区的传输连接。ZigBee技术响应速度较快,可以将灾害的预警时间提前。ZigBee可采用星状、片状和网状网络结构,最多可组成65000个节点的大网。ZigBee网络可以实现自我组态与自我修复的功能,实现节点加入或离开网络、接收或抛弃其它节点以及路由查找和传送数据等功能,支持多种路由算法和多种网络拓扑结构。可见,根据ZigBee技术的特点,将其应用于山体滑坡监测系统中,可以实现自动化、实时化、网络化的远程数据传输。
[0005]同时随着滑坡的移动,传感器在使用过程中很容易发生偏移,一方面会导致监测地点的改变,另一方面会导致传感器无法找回情况的发生。
实用新型内容
[0006]为解决上述问题,本实用新型提供了一种基于物联网技术的山体滑坡监测预警装置,利用各种无线传感器实时采集信息,通过ZigBee网络将信息传输给控制器,并利用GPRS技术将采集数据传输给控制中心,不仅能够全面地、快速地感知监测区域的数据,且可实时定位每个传感器所在的位置,通过太阳能供电,节能环保,采用无线充电方式,减少了线路的铺设。
[0007]为实现上述目的,本实用新型采取的技术方案为:
[0008] —种基于物联网技术的山体滑坡监测预警装置,包括ZigBee无线传感器节点、GPRS传输网关和监控中心,ZigBee无线传感器节点包括传感器、GPS定位装置、处理器模块、ZigBee无线通信芯片和锂电池,每个传感器上均安装有GPS定位装置、处理器模块、ZigBee无线通信芯片和锂电池,还包括一太阳能电池,太阳能电池通过电磁感应式无线充电实现对锂电池的充电。
[0009]作为优选,所述GPS定位装置由依次相连的GPS芯片、RFID芯片和电子罗盘芯片构成。
[0010]作为优选,所述传感器包括但不限于
[0011 ] ECH20EC-5型介电式土壤水分传感器,用于检测土壤体积含水量变化;
[0012] VWPK型振弦式孔隙水压力传感器,用于监测水荷载的压力值和埋设点的温度值;
[0013] HC-6500数字式雨量计,用于监测山区测试点的雨量;
[0014] MMA7260三轴加速度传感器模块,用于检测滑坡移动。
[0015]作为优选,所述GPRS传输网关内设有处理器、存储器,用于网络内的根节点与其他传感器节点进行正常的数据通信,周期性地收集监测数据;并将ZigBee无线传感器网络数据,通过GPRS模块被TCP/IP协议封装起来,实时地发送给监控中心。
[0016]本实用新型具有以下有益效果:
[0017]利用各种无线传感器实时采集信息,通过ZigBee网络将信息传输给控制器,并利用GPRS技术将采集数据传输给控制中心,不仅能够全面地、快速地感知监测区域的数据,且可实时定位每个传感器所在的位置,通过太阳能供电,节能环保,采用无线充电方式,减少了线路的铺设。
附图说明
[0018]图1为本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0019]为了使本实用新型的目的及优点更加清楚明白,以下结合实施例对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
[0020]如图1所示,本实用新型实施例提供了一种基于物联网技术的山体滑坡监测预警装置,包括ZigBee无线传感器节点、GPRS传输网关和监控中心,ZigBee无线传感器节点包括传感器、GPS定位装置、处理器模块、ZigBee无线通信芯片和锂电池,每个传感器上均安装有GPS定位装置、处理器模块、ZigBee无线通信芯片和锂电池,还包括一太阳能电池,太阳能电池通过电磁感应式无线充电实现对锂电池的充电。
[0021] 所述GPS定位装置由依次相连的GPS芯片、RFID芯片和电子罗盘芯片构成。
[0022] 所述传感器包括但不限于
[0023] ECH20EC-5型介电式土壤水分传感器,用于检测土壤体积含水量变化;
[0024] VWPK型振弦式孔隙水压力传感器,用于监测水荷载的压力值和埋设点的温度值;
[0025] HC-6500数字式雨量计,用于监测山区测试点的雨量;
[0026] MMA7260三轴加速度传感器模块,用于检测滑坡移动。
[0027]所述GPRS传输网关内设有处理器、存储器,用于网络内的根节点与其他传感器节点进行正常的数据通信,周期性地收集监测数据;并将ZigBee无线传感器网络数据,通过GPRS模块被TCP/IP协议封装起来,实时地发送给监控中心。
[0028]其中,所述处理器模块采用飞思卡尔公司推出的第二代ZigBee平台MC13213,其中包含一个8位的HCS08内核的微控制器和一个具有低功耗、可工作在2.4GHz频段、支持IEEE802.15.4标准的无线收发器,所述ZigBee无线通信芯片采用MC13213处理器集成的无线通信芯片MC13192。
[0029]本具体实施利用各种无线传感器实时采集信息,通过ZigBee网络将信息传输给控制器,并利用GPRS技术将采集数据传输给控制中心,不仅能够全面地、快速地感知监测区域的数据,且可实时定位每个传感器所在的位置,通过太阳能供电,节能环保,采用无线充电方式,减少了线路的铺设。
[0030]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和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于物联网技术的山体滑坡监测预警装置,包括ZigBee无线传感器节点、GPRS传输网关和监控中心,其特征在于,ZigBee无线传感器节点包括传感器、GPS定位装置、处理器模块、ZigBee无线通信芯片和锂电池,每个传感器上均安装有GPS定位装置、处理器模块、ZigBee无线通信芯片和锂电池,还包括一太阳能电池,太阳能电池通过电磁感应式无线充电方式实现对锂电池的充电,所述GPS定位装置由依次相连的GPS芯片、RFID芯片和电子罗盘芯片构成。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的山体滑坡监测预警装置,其特征在于,所述传感器包括 ECH20EC-5型介电式土壤水分传感器,用于检测土壤体积含水量变化; VWPK型振弦式孔隙水压力传感器,用于监测水荷载的压力值和埋设点的温度值; HC-6500数字式雨量计,用于监测山区测试点的雨量; MMA7260三轴加速度传感器模块,用于检测滑坡移动。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的山体滑坡监测预警装置,其特征在于,所述GPRS传输网关内设有处理器、存储器。
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