CN207233163U - 一种山洪地质灾害预警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及自然灾害预警技术领域，一种山洪地质灾害预警系统，把需监测的地质区域划分为若干个监测区，每个监测区分布有多个监测点，各监测点把采集到的监测数据都送至自身所在的本地服务器，各本地服务器把自身监测区的监测数据处理后再送至中央服务器，这样既不用每个监测点都需要配置本地服务器，中央服务器也可以减少运算量从而可以选择硬件成本较低的服务器，从而减少设备的整体成本。

Description

一种山洪地质灾害预警系统

技术领域

本实用新型涉及自然灾害预警技术领域，一种山洪地质灾害预警系统。

背景技术

我国是受山洪灾害影响严重的国家之一，每年夏季都会有多地出现山洪灾害，山洪具有突发性，水量集中流速大、冲刷破坏力强，水流中挟带泥沙甚至石块等，常造成局部性洪灾，因此山洪预警具有很重要的意义，目前针对山洪的预警多为地方气象局和水利部门采用卫星监测，而从上级传达预警信息到普通居民需要较长的时间，因此普通家庭使用的山洪预警装置能够帮助人们更早一步做好防灾准备。

现在的山洪地质灾害预警系统一般是由三大部分组成：监测点、中央服务器和发布平台；其中，监测点把各自点位所采集的监测数据通过无线通讯技术送至中央服务器，中央服务器上的解算软件把所收到的监测数据进行高精度解算，从而得出各监测点的实时地质情况，并存储于数据库中，以供发布平台使用。由于上述方案的监测点的高精度解算都在中央服务器上进行，运算量非常庞大，例如一个山洪地质灾害监测项目的监测点在300个以上，中央服务器就必须匹配十万级以上的服务器，因此对中央服务器的硬件要求比较高，从而导致中央服务器的硬件成本较高。

为了解决上述方案所存在的问题，出现了另一种方案：在每个监测点都设有本地服务器，其对各自监测点的监测数据进行高精度解算，并把解算结果送至中央服务器，中央服务器再把收到的解算结果进行最后的运算从而得出各监测点的实时地质情况。这种方案虽然可以减少中央服务器的运算量，从而可以选择性能较低的服务器，但是因为每个监测点都要配置本地服务器，这无疑也增加了设备的成本。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种设备成本低的山洪地质灾害预警系统的硬件结构，其供软件工程师编程后能够预警准确度高和预警及时。

本实用新型提供包括中央服务器，把需监测的地质区域划分为若干个监测区，每个所述监测区包括本地服务器、信号收发模块和多个监测点，每个所述监测点包括信息采集模块和无线发射模块，各所述监测点把信息采集模块所采集到的监测数据经无线发射模块送至信号收发模块，信号收发模块把接收到的监测数据送至本地服务器，各本地服务器分别把接收到的监测数据处理后经信号收发模块送至中央服务器。

其中，无线发射模块通过Zigbee连接信号收发模块。

其中，信息采集模块包括土壤水分传感器、多点位移计、渗压计、超声水位计、GPRS模块和雨量传感器，土壤水分传感器、多点位移计、渗压计、超声水位计、GPRS模块和雨量传感器均连接无线发射模块。

其中，多点位移计包括有多个，其分别安装在不同的位置。

其中，还包括为信息采集模块和无线发射模块供电的太阳能供电电路。

其中，还包括连接中央服务器的气象信息接收服务器。

其中，还包括连接中央服务器的预警发布模块。

有益效果：本实用新型提供一种山洪地质灾害预警系统的硬件结构，其供软件工程师编程，把需监测的地质区域划分为若干个监测区，每个监测区分布有多个监测点，各监测点把采集到的监测数据都送至自身所在的本地服务器，各本地服务器把自身监测区的监测数据处理后再送至中央服务器，这样既不用每个监测点都需要配置本地服务器，中央服务器也可以减少运算量从而可以选择硬件成本较低的服务器，从而减少设备的整体成本。

附图说明

利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本实用新型山洪地质灾害预警系统的电路原理框图。

具体实施方式

结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1所示，一种山洪地质灾害预警系统，把需监测的地质区域划分为若干个监测区，可以以地质情况的不同来划分不同的监测区，每个监测区包括本地服务器、信号收发模块和多个监测点，每个监测点包括信息采集模块和无线发射模块，各监测点把信息采集模块所采集到的监测数据经无线发射模块送至信号收发模块，信号收发模块把接收到的监测数据送至本地服务器，各本地服务器分别把接收到的监测数据处理后经信号收发模块送至中央服务器，这样既不用每个监测点都需要配置本地服务器，中央服务器也可以减少运算量从而可以选择硬件成本较低的服务器，从而减少设备的整体成本。

由于同一监测区内的各监测点之间的距离一般不会太远，因此无线发射模块通过Zigbee连接信号收发模块，在监测区内利用Zigbee通讯技术既可以符合实际需求，又是低功耗。

信息采集模块包括土壤水分传感器、多点位移计、渗压计、超声水位计、GPRS模块和雨量传感器，土壤水分传感器、多点位移计、渗压计、超声水位计、GPRS模块和雨量传感器均连接无线发射模块。各本地服务器根据土壤水分传感器、多点位移计、渗压计、超声水位计、GPRS模块和雨量传感器的实时监测数把来进行高精度解算，从而初步得出自身监测区的实时地质情况。各本地服务器把处理后的结果送至中央服务器，为了更加准确和及时的预测需监测的地质区域的地质情况，中央服务器从气象信息接收服务器获取最新的未来降雨趋势，若中央服务器的运算结果表明该地质区域可能会发生地质灾害，那么就会把预警信号通过预警发布模块立刻向公众发布，从而使公众能够及时远离存在有危险的山体，减少人员伤亡及财产损失。为了尽快和全面地通知公众，预警发布模块通过手机、LED大屏、扬声器、互联网平台及电话传真平台等多种方式通知公众。

由于有些需监测山体的地点比较偏僻，可能存在供电的问题，为了解决这一问题，采用太阳能供电电路为信息采集模块供电。

振弦式测缝计置放在重要滑坡隐患点，用来监测山体的表面变形。采用不锈钢测杆，具有很高的精度和灵敏度、卓越的防水性能、耐腐蚀性和长期稳定性，当准确测量山体的轻微滑动，主动的确定何时报警。振弦式测缝计中的振弦传感器是以拉紧的金属弦作为敏感元件，当弦的长度确定之后，其固有振动频率的变化量即可表征弦所受拉力的大小，通过相应的测量电路，就可得到与拉力成一定关系的电信号，然后将电信号传给无线发射模块。

多点位移计置有多个，其放在边坡或滑坡体深层，钻孔角度与坡面垂直，用来观测边坡或滑坡体深层变形。多点位移计中的位移传感器由振弦传感单元及经过热处理应力释放的弹簧组成，弹簧一端连接在弦上另一端连接在测杆上，当连接测杆从传感器体中拉出时，弹簧伸长引起张力增加并由振弦单元传递，弦的张力与伸长成比例，位移的变化可以准确地通过振弦传感单元测量而确定，多点位移计将该测量信号传给无线发射模块。

渗压计适用于长期埋设在水工建筑物、基岩内或安装在测压管、钻孔和压力容器内，测量渗透水压力或液体液位，并同时测量埋设点的温度，是一种供长期测量地下水压的设备。渗压计中的压力传感器内部有根振动弦承受预定的拉力，然后抽成真空并用电子束焊密封，柔性膜后面的密封环可将传感器密封在护罩内。用一个电磁线圈激励振动弦，将电磁线圈与数据采集单元连接，测试其振动周期或频率。振动周期对施加在传感元件上的压力非常敏感，由此可得与压力成正比的电信号传给无线发射模块。

超声波水位计安装在易发生山体滑波、泥石流等地质灾害区域内的河流岸边，低洼地，用来监测地表水水位，地表水水位高低是衡量山洪地质灾害爆发的重要指标。超声波水位中的超声波传感器发射和接收超声波，根据超声波的往返延时计算距离，然后将距离数据发往无线发射模块。

GPRS模块通过其节点位置信息获得地形地貌条件并获得定位信息。

土壤含水量传感器把检测到的土壤含水量数据经无线发射模块送至本地服务器，本地服务器针对接收到的土壤含水量数据进行分析处理，以得到山洪灾害的预警等级。在雨量数据监测的基础上增加了土壤含水量数据的监测，因此在降雨量指标的基础上增加了前期土壤饱和度约束，有效提高了山洪灾害预警的准确性。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种山洪地质灾害预警系统，包括中央服务器，其特征在于，把需监测的地质区域划分为若干个监测区，每个所述监测区包括本地服务器、信号收发模块和多个监测点，每个所述监测点包括信息采集模块和无线发射模块，各所述监测点把信息采集模块所采集到的监测数据经无线发射模块送至信号收发模块，信号收发模块把接收到的监测数据送至本地服务器，各本地服务器分别把接收到的监测数据处理后经信号收发模块送至中央服务器，本预警系统还包括还包括连接中央服务器的气象信息接收服务器。

2.根据权利要求1所述的一种山洪地质灾害预警系统，其特征在于，无线发射模块通过Zigbee连接信号收发模块。

3.根据权利要求1所述的一种山洪地质灾害预警系统，其特征在于，信息采集模块包括土壤水分传感器、多点位移计、渗压计、超声水位计、GPRS模块和雨量传感器，土壤水分传感器、多点位移计、渗压计、超声水位计、GPRS模块和雨量传感器均连接无线发射模块。

4.根据权利要求1所述的一种山洪地质灾害预警系统，其特征在于，多点位移计包括有多个，其分别安装在不同的位置。

5.根据权利要求1所述的一种山洪地质灾害预警系统，其特征在于，还包括为信息采集模块和无线发射模块供电的太阳能供电电路。

6.根据权利要求1所述的一种山洪地质灾害预警系统，其特征在于，还包括连接中央服务器的预警发布模块。