CN208861441U - 一种基于北斗卫星及移动通信的地质灾害监测预警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于北斗卫星及移动通信的地质灾害监测预警系统，监测传感器信号输出端与控制终端信号采集端连接，控制终端信息输出端与北斗短报文模块Ⅰ信息输入端连接，控制终端及北斗短报文模块Ⅰ的电源端与电源装置输出端连接，北斗短报文模块Ⅰ通过北斗卫星与北斗短报文模块Ⅱ连接，移动通信模块及北斗短报文模块Ⅱ与监控中心信号连接，监控中心接收北斗短报文模块Ⅱ传送的监测数据并进行预警分析，智能终端设有移动通信模块和/或北斗短报文模块，监控中心通过移动通信模块经移动网络和/或通过北斗短报文模块Ⅱ经北斗卫星向智能终端发送预警信息或短报文。本实用新型具有覆盖范围广、适应性强、时效性好、安全可靠的特点。

Description

一种基于北斗卫星及移动通信的地质灾害监测预警系统

技术领域

本实用新型属于地质监测技术领域，具体涉及一种覆盖范围广、适应性强、时效性好、安全可靠的基于北斗卫星及移动通信的地质灾害监测预警系统。

背景技术

地质灾害是指由于自然和人为的地质作用，使生态环境遭到破坏或地质体发生变化而产生的灾害性事件。常见的地质灾害有地震、火山、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝、崩塌、煤岩和瓦斯爆炸等。滑坡、崩塌、泥石流等常见的地质灾害，破坏工程设施，直接或间接造成大量人员伤亡，不仅乡村存在泥石流、滑坡等地质灾害，目前很多城市也面临着滑坡等地质灾害的威胁。由于滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害具有突发性和隐蔽性等特点，使预防工作存在一定的困难，给人民的生命财产带来巨大的损失如何实时监测地质情况是现目前亟待解决的难题。

传统的地质灾害监测需要有经验的专家到现场实地调查、监测地质体情况，根据地质体发生的不同现象（例如掉块、坠落、裂缝、隆起、松动等）及时做出相应的预防措施，这种方法准确性不高，由于地质灾害发生的偶然性，广大农村地区交通不便，以及部分地区恶劣的地形环境等因素，因而存在覆盖范围小、效率低、时效性弱、投入大等问题。现有技术中，地质灾害监测主要采用常规变形监测设备及技术，其主要是采用经纬仪、水准仪、测距仪、全站仪等常规测量仪器来测定点的变形值。由于我国山区面积占全国总面积的三分之二，山区地质结构复杂，随着山区建设速度的加快，生态环境遭到破坏，泥石流、滑坡、崩塌、山洪等地质灾害爆发频繁。泥石流、滑坡、崩塌等地质灾害的监测中，监测重点是监测山体本身的变形，其最大特点是：一是变形缓慢，有的几个小时，几天，甚至几个月才发生变化；二是滑坡、崩塌及泥石流往往与降雨量有密切的关系；三是监测地点一般没有市电接入。现有监测系统功能单一，无法同时监测地质变形、降雨量和风速。因此，现有技术由于作业工作量大、布点受地形条件影响等原因，很难实现覆盖范围广、时效性强、安全可靠的自动化监测及报警。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种覆盖范围广、适应性强、时效性好、安全可靠的基于北斗卫星及移动通信的地质灾害监测预警系统。

本实用新型的目的是这样实现的：包括监测传感器、控制终端、北斗短报文模块Ⅰ、电源装置、移动通信模块、北斗短报文模块Ⅱ、监控中心、智能终端，所述监测传感器设置于地质监测点且信号输出端与控制终端的信号采集端连接，所述控制终端的信息输出端与北斗短报文模块Ⅰ的信息输入端连接，所述控制终端及北斗短报文模块Ⅰ的电源端分别与电源装置的输出端连接，所述北斗短报文模块Ⅰ通过北斗卫星与北斗短报文模块Ⅱ连接，所述移动通信模块及北斗短报文模块Ⅱ分别与监控中心信号连接，所述监控中心用于接收北斗短报文模块Ⅱ传送的监测数据并进行预警分析，所述智能终端设置有移动通信模块和/或北斗短报文模块，所述监控中心通过移动通信模块经移动网络和/或通过北斗短报文模块Ⅱ经北斗卫星向特定地域的智能终端发送预警信息或短报文。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本实用新型通过整合现有技术中已成熟的监测传感器、控制终端及监控中心，采用覆盖面广、抗干扰能力强、可靠性强的北斗卫星短报文功能来传输监测数据，解决偏远山区或环境恶劣地区无网络又需要实时有效监测的难题，而采用成本低、信息承载量大、部署及维护成本低的移动通信并结合北斗卫星短报文双向传输的功能，向特定范围的智能终端发送预警信息，既减少了地质灾害监测的人力成本和监测勘察难度，又提高了整体数据传输和预警信息发布的时效性、安全性和可靠性。

2、本实用新型设置风光发配电装置作为备用电源，能够在出现供电事故等突发情况下或难以接入市电的监测地点给监测终端进行供电，提高了监测终端的可靠性和适应性。

3、本实用新型的监测传感器散布于控制终端周围，各监测传感器通过WIFI模块Ⅱ与控制终端所在地的WIFI模块Ⅰ，将监测数据汇总至控制终端后进行传送，即能提高监测的范围，又能有效降低监测终端的拥有成本和使用成本。

4、本实用新型在控制终端所在地设置与控制终端连接的数据存储器，能够在移动通信和北斗短报文由于干扰或其它因素导致无法通信时形成缓冲，待通信正常时及时把缓冲数据发出，提高了整体的可靠性。

因此，本实用新型具有覆盖范围广、适应性强、时效性好、安全可靠的特点。

附图说明

图1为本实用新型原理图；

图中：1-监测传感器，2-控制终端，3-北斗短报文模块Ⅰ，4-电源装置，41-太阳能发电装置，42-蓄电池，43-供配电装置，5-移动通信模块，6-北斗短报文模块Ⅱ，7-监控中心，71-监控主机，72-存储器，73-交换机，8-智能终端，9-通道选择模块，A-WIFI模块Ⅰ，B-WIFI模块Ⅱ，C-数据存储器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型包括监测传感器1、控制终端2、北斗短报文模块Ⅰ3、电源装置4、移动通信模块5、北斗短报文模块Ⅱ6、监控中心7、智能终端8，所述监测传感器1设置于地质监测点且信号输出端与控制终端2的信号采集端连接，所述控制终端2的信息输出端与北斗短报文模块Ⅰ3的信息输入端连接，所述控制终端2及北斗短报文模块Ⅰ3的电源端分别与电源装置4的输出端连接，所述北斗短报文模块Ⅰ3通过北斗卫星与北斗短报文模块Ⅱ6连接，所述移动通信模块5及北斗短报文模块Ⅱ6分别与监控中心7信号连接，所述监控中心7用于接收北斗短报文模块Ⅱ6传送的监测数据并进行预警分析，所述智能终端8设置有移动通信模块和/或北斗短报文模块，所述监控中心7通过移动通信模块5经移动网络和/或通过北斗短报文模块Ⅱ6经北斗卫星向特定地域的智能终端8发送预警信息或短报文。

所述电源装置4包括主电源和/或备用电源，所述备用电源为太阳能和/或风能发配电装置，所述备用电源包括风能发电装置和/或太阳能发电装置41、蓄电池42、供配电装置43，所述监测传感器1、控制终端2及北斗短报文模块Ⅰ3的电源端分别与供配电装置43的输出端连接。

所述监测传感器1包括GNSS接收机、振弦式裂缝计、多点位移计、渗压计、雨量传感器中的一种或任意组合，所述移动通信模块5为GSM、GPRS、UMTS、4G、5G、NB-IoT中的一种或任意组合。

所述监控中心7包括监控主机71、存储器72、交换机73，所述移动通信模块5及北斗短报文模块Ⅱ6分别与监控主机71的通信端口连接，所述存储器72与监控主机71的数据端口连接，所述交换机73与监控主机71的网络端口连接，所述交换机73与互联网连接。

所述智能终端8包括电脑、手机、平板、公共终端，所述公共终端为带有扬声器和/或显示屏的车站公共终端、码头公共终端、机场公共终端、小区公共终端或广场公共终端。

所述监控中心7与移动通信模块5、北斗短报文模块Ⅱ6之间设置有通道选择模块9，所述监控中心7的输出端与通道选择模块9的输入端连接，所述通道选择模块9的输出端分别与移动通信模块5、北斗短报文模块Ⅱ6的输入端连接。

所述监测传感器1设置于控制终端2所在地和/或分布于控制终端2周边，设置于控制终端2所在地的监测传感器1的信号输出端直接与控制终端2的信号采集端有线连接且电源端与电源装置4的输出端连接。

本实用新型还包括设置于控制终端2所在地的WIFI模块ⅠA及分布于控制终端2周边的监测传感器1所在地的WIFI模块ⅡB，所述WIFI模块ⅠA的信号端与控制终端2的信号采集端有线连接，所述WIFI模块ⅡB的信号端与分布于控制终端2周边的监测传感器1的信号输入端有线连接，所述WIFI模块ⅠA与WIFI模块ⅡB无线连接。

本实用新型分布于控制终端2周边的监测传感器1所在地还设置有太阳能和/或风能发配电装置，所述监测传感器1及WIFI模块ⅡB的电源端与太阳能和/或风能发配电装置的供配电装置43之输出端连接。

所述控制终端2所在地还设置有与之连接的数据存储器C，所述数据存储器C用于存储监测传感器1传输至控制终端2的监测数据。

本实用新型工作原理及工作过程：

本实用新型通过整合现有技术中已成熟的监测传感器、控制终端及监控中心，采用覆盖面广、抗干扰能力强、可靠性强的北斗卫星短报文功能来传输监测数据，解决偏远山区或环境恶劣地区无网络又需要实时有效监测的难题，而采用成本低、信息承载量大、部署及维护成本低的移动通信并结合北斗卫星短报文双向传输的功能，向特定范围的智能终端发送预警信息，既减少了地质灾害监测的人力成本和监测勘察难度，又提高了整体数据传输和预警信息发布的时效性、安全性和可靠性。进一步，设置风光发配电装置作为备用电源，能够在出现供电事故等突发情况下或难以接入市电的监测地点给监测终端进行供电，提高了监测终端的可靠性和适应性。跟进有，监测传感器散布于控制终端周围，各监测传感器通过WIFI模块Ⅱ与控制终端所在地的WIFI模块Ⅰ，将监测数据汇总至控制终端后进行传送，即能提高监测的范围，又能有效降低监测终端的拥有成本和使用成本。再进一步，在控制终端所在地设置与控制终端连接的数据存储器，能够在移动通信和北斗短报文由于干扰或其它因素导致无法通信时形成缓冲，待通信正常时及时把缓冲数据发出，提高了整体的可靠性。综上所述，本实用新型具有覆盖范围广、适应性强、时效性好、安全可靠的特点。

控制终端所在地的监测传感器1按设定时间读取监测数值并直接传给控制终端2，而设置于控制终端所在地周边的监测传感器1按设定时间读取监测数值并通过WIFI模块ⅡB与控制终端所在地的WIFI模块ⅠA无线连接，将监测数值传给控制终端2，控制终端2通过北斗短报文模块Ⅰ3经北斗卫星将监测数值传送给远端监控中心7的北斗短报文模块Ⅱ6，若北斗短报文模块Ⅰ3的通信异常，则控制终端2将监测数值暂存在数据存储器C中，待通信正常后读取数据存储器C中的监测数值并传送给远端的监控中心7。监控中心7的监控主机71接收北斗短报文模块Ⅱ6的数据并进行分析，将接收到的数据及分析结果存储于存储器72中，当分析后达到地质灾害预警级别时，通过交换机83在互联网上发布预警信息或向相关部门发送预警信息，同时通过通道选择模块9选择移动通信模块5、北斗短报文模块Ⅱ6向相应监测地的智能终端8发送预警信息。

Claims (10)

1.一种基于北斗卫星及移动通信的地质灾害监测预警系统，其特征在于包括监测传感器（1）、控制终端（2）、北斗短报文模块Ⅰ（3）、电源装置（4）、移动通信模块（5）、北斗短报文模块Ⅱ（6）、监控中心（7）、智能终端（8），所述监测传感器（1）设置于地质监测点且信号输出端与控制终端（2）的信号采集端连接，所述控制终端（2）的信息输出端与北斗短报文模块Ⅰ（3）的信息输入端连接，所述控制终端（2）及北斗短报文模块Ⅰ（3）的电源端分别与电源装置（4）的输出端连接，所述北斗短报文模块Ⅰ（3）通过北斗卫星与北斗短报文模块Ⅱ（6）连接，所述移动通信模块（5）及北斗短报文模块Ⅱ（6）分别与监控中心（7）信号连接，所述监控中心（7）用于接收北斗短报文模块Ⅱ（6）传送的监测数据并进行预警分析，所述智能终端（8）设置有移动通信模块和/或北斗短报文模块，所述监控中心（7）通过移动通信模块（5）经移动网络和/或通过北斗短报文模块Ⅱ（6）经北斗卫星向特定地域的智能终端（8）发送预警信息或短报文。

2.根据权利要求1所述基于北斗卫星及移动通信的地质灾害监测预警系统，其特征在于所述电源装置（4）包括主电源和/或备用电源，所述备用电源为太阳能和/或风能发配电装置，所述备用电源包括风能发电装置和/或太阳能发电装置（41）、蓄电池（42）、供配电装置（43），所述监测传感器（1）、控制终端（2）及北斗短报文模块Ⅰ（3）的电源端分别与供配电装置（43）的输出端连接。

3.根据权利要求1或2所述基于北斗卫星及移动通信的地质灾害监测预警系统，其特征在于所述监测传感器（1）包括GNSS接收机、振弦式裂缝计、多点位移计、渗压计、雨量传感器中的一种或任意组合，所述移动通信模块（5）为GSM、GPRS、UMTS、4G、5G、NB-IoT中的一种或任意组合。

4.根据权利要求3所述基于北斗卫星及移动通信的地质灾害监测预警系统，其特征在于所述监控中心（7）包括监控主机（71）、存储器（72）、交换机（73），所述移动通信模块（5）及北斗短报文模块Ⅱ（6）分别与监控主机（71）的通信端口连接，所述存储器（72）与监控主机（71）的数据端口连接，所述交换机（73）与监控主机（71）的网络端口连接，所述交换机（73）与互联网连接。

5.根据权利要求3所述基于北斗卫星及移动通信的地质灾害监测预警系统，其特征在于所述智能终端（8）包括电脑、手机、平板、公共终端，所述公共终端为带有扬声器和/或显示屏的车站公共终端、码头公共终端、机场公共终端、小区公共终端或广场公共终端。

6.根据权利要求3所述基于北斗卫星及移动通信的地质灾害监测预警系统，其特征在于所述监控中心（7）与移动通信模块（5）、北斗短报文模块Ⅱ（6）之间设置有通道选择模块（9），所述监控中心（7）的输出端与通道选择模块（9）的输入端连接，所述通道选择模块（9）的输出端分别与移动通信模块（5）、北斗短报文模块Ⅱ（6）的输入端连接。

7.根据权利要求2所述基于北斗卫星及移动通信的地质灾害监测预警系统，其特征在于所述监测传感器（1）设置于控制终端（2）所在地和/或分布于控制终端（2）周边，设置于控制终端（2）所在地的监测传感器（1）的信号输出端直接与控制终端（2）的信号采集端有线连接且电源端与电源装置（4）的输出端连接。

8.根据权利要求7所述基于北斗卫星及移动通信的地质灾害监测预警系统，其特征在于还包括设置于控制终端（2）所在地的WIFI模块Ⅰ（A）及分布于控制终端（2）周边的监测传感器（1）所在地的WIFI模块Ⅱ（B），所述WIFI模块Ⅰ（A）的信号端与控制终端（2）的信号采集端有线连接，所述WIFI模块Ⅱ（B）的信号端与分布于控制终端（2）周边的监测传感器（1）的信号输入端有线连接，所述WIFI模块Ⅰ（A）与WIFI模块Ⅱ（B）无线连接。

9.根据权利要求7所述基于北斗卫星及移动通信的地质灾害监测预警系统，其特征在于分布于控制终端（2）周边的监测传感器（1）所在地还设置有太阳能和/或风能发配电装置，所述监测传感器（1）及WIFI模块Ⅱ（B）的电源端与太阳能和/或风能发配电装置的供配电装置（43）之输出端连接。

10.根据权利要求3所述基于北斗卫星及移动通信的地质灾害监测预警系统，其特征在于所述控制终端（2）所在地还设置有与之连接的数据存储器（C），所述数据存储器（C）用于存储监测传感器（1）传输至控制终端（2）的监测数据。