CN207379547U - 一种模块化搭建的多传感器融合的位移测量平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模块化搭建的多传感器融合的位移测量平台，包括数据采集终端、无线传输单元、数据处理单元和用户界面分析单元，数据采集终端包括位移计、雨量传感器、风速传感器、风向传感器和大气压传感器；无线传输单元包括网络模块、路由模块和无线模块；数据处理单元包括处理器、通信模块和数据存储器；所述用户界面处理单元包括液晶屏和状态指示灯。本实用新型的数据采集终端设置雨量传感器、风速传感器、风向传感器、大气压传感器和位移计，一方面能够完成常用地质位移监测系统的功能，另一方面通过多传感器对监测点的环境信息数据进行采集，能够实现定性定量分析环境因素对地质形变的影响，为地质形变的监测提供可靠的预警分析。

Description

一种模块化搭建的多传感器融合的位移测量平台

技术领域

本实用新型属于物联网应用技术领域，尤其涉及一种模块化搭建的多传感器融合的位移测量平台。

背景技术

目前地质形变监测系统主要包括移位计、全站仪等设备，信息处理量较少自动化分析手段较低。同时环境数据的监测与地质形变监测之间未进行有效的数据融合与分析，形成信息孤岛，造成信息的隔离化，使得在地质形变监测中，并不能通过信息的处理对地质形变的环境因素进行定性定量分析，故而现有的地质形变监测管理水平还远远不能满足用户的需求。

现有的地质形变监测系统均为单一的沉降与位移监测MIS系统，该系统仅仅考虑了的基本数据的采集与分析，而因环境因素引起的地质形变的定性定量分析与监测、预警以及后续趋势分析等对技术的要求高，技术难度大，目前使用的地质形变监测系统还不能实现上述功能，使其应用受到了很大程度的限制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种模块化搭建的多传感器融合的位移测量平台，旨在解决上述背景技术中现有地质形变监测系统均为单一的沉降与位移监测MIS系统，仅考虑了的基本数据的采集与分析，而不能对环境因素引起的地质形变进行定性定量分析与监测、预警以及后续趋势分析，使其实际应用受到很大程度限制的问题。

本实用新型是这样实现的，一种模块化搭建的多传感器融合的位移测量平台，包括数据采集终端、无线传输单元、数据处理单元和用户界面分析单元，所述数据采集终端的输出端与无线传输单元的输入端连接，所述无线传输单元的输出端与数据处理单元的输入端连接，所述数据处理单元的输出端与用户界面分析单元的输入端连接；所述数据采集终端包括位移计、雨量传感器、风速传感器、风向传感器和大气压传感器；所述无线传输单元包括网络模块，路由模块和无线模块；所述数据处理单元包括处理器、通信模块和数据存储器，所述通信模块与电源、网口、串口串联形成闭合电路，所述处理器由所述电源供电，与所述网口、串口连通；所述用户界面分析单元包括液晶屏和状态指示灯。

优选地，所述处理器为STM32处理器。

优选地，所述通信模块包括485通道1、485通道2、485通道3和485通道4。

优选地，所述数据存储器为TF数据存储器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的数据采集终端设置雨量传感器、风速传感器、风向传感器、大气压传感器和位移计，一方面能够完成常用地质位移监测系统的功能，另一方面通过多传感器对监测点的环境信息数据进行采集，能够实现定性定量分析环境因素对地质形变的影响，为地质形变的监测提供可靠的预警分析。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种模块化搭建的多传感器融合的位移测量平台的结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的一种模块化搭建的多传感器融合的位移测量平台的数据处理流程图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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。

如图1所示，一种模块化搭建的多传感器融合的位移测量平台，包括数据采集终端、无线传输单元、数据处理单元和用户界面分析单元，数据采集终端的输出端与无线传输单元的输入端连接，无线传输单元的输出端与数据处理单元的输入端连接，数据处理单元的输出端与用户界面分析单元的输入端连接。

数据采集终端包括位移计、雨量传感器、风速传感器、风向传感器和大气压传感器。位移计收集监测点的位移信号，雨量传感器、风速传感器、风向传感器和大气压传感器收集监测点的环境信息。数据采集终端主要完成来对监测点地质形变，监测点环境数据的采集和数据预处理。

无线传输单元包括网络模块，路由模块和无线模块；无线模块可采用2G/3G/4G通信模块或无线WIFI模块或蓝牙或无线网桥，无线传输单元将监测点的位移信息与环境信息发送至数据处理单元。

数据处理单元包括处理器、通信模块和数据存储器，处理器优选STM32处理器，通信模块包括485通道1、485通道2、485通道3和485通道4，数据存储器优选TF数据存储器；通信模块与电源、网口、串口串联形成闭合电路，所述处理器由所述电源供电，与所述网口、串口连通；数据处理单元对收集的环境数据和位移数据进行时间匹配校准，得出环境数据对位移的相关分析。合理启动多线程，完成对监测点环境因素之间，环境因素与位移之间的多信号融合分析。数据处理单元采用卡尔曼滤波法对数据进行预处理并进行时间同步对齐，采用LS-SVM对数据进行回归分析，确定数据有效性。卡尔曼滤波是一种利用线性系统状态方程，通过系统输入输出观测数据，对系统状态进行最优估计的算法。LS-SVM是最小二乘支持向量机对历史位移和环境数据点进行训练，再采用后期的监测数据进行校正辨识分析。辨识的历史数据融合了风速，风向，雨量，大气压，位移值，即x＝{风速，风向，雨量，大气压，位移}，y＝{位移}。LS-SVM对各种数据融合的训练与回归，着重反应不同的环境数据对位移值的影响(如图2所示)。

用户界面分析单元包括液晶屏和状态指示灯；用户界面分析采用单图表多数据源的展现方式，对监测点位移与环境数据进行对比分析，体现直观的环境因素对位移的影响。数据展现终端采用互联网+技术，将位置结果通过浏览器或手机APP发布给客户，从而为环境因素对地质形变的影响提供可靠的预警分析。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种模块化搭建的多传感器融合的位移测量平台，包括数据采集终端、无线传输单元、数据处理单元和用户界面分析单元，所述数据采集终端的输出端与无线传输单元的输入端连接，所述无线传输单元的输出端与数据处理单元的输入端连接，所述数据处理单元的输出端与用户界面分析单元的输入端连接；其特征在于，所述数据采集终端包括位移计、雨量传感器、风速传感器、风向传感器和大气压传感器；所述无线传输单元包括网络模块，路由模块和无线模块；所述数据处理单元包括处理器、通信模块和数据存储器，所述通信模块与电源、网口、串口串联形成闭合电路，所述处理器由所述电源供电，与所述网口、串口连通；所述用户界面分析单元包括液晶屏和状态指示灯。

2.如权利要求1所述的模块化搭建的多传感器融合的位移测量平台，其特征在于，所述处理器为STM32处理器。

3.如权利要求1所述的模块化搭建的多传感器融合的位移测量平台，其特征在于，所述通信模块包括485通道1、485通道2、485通道3和485通道4。

4.如权利要求1所述的模块化搭建的多传感器融合的位移测量平台，其特征在于，所述数据存储器为TF数据存储器。