CN209232110U - 地质灾害监测预警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及地质检测技术领域，公开了地质灾害监测预警系统，包括：分布于待测地不同高度位置的GPS监测装置；传感器监测装置，包括分布于待测地的传感器、与传感器连接的传感器信号处理电路以及与传感器信号处理电路连接的传感器供电装置；无人机检测装置；控制处理器，GPS监测装置、传感器信号处理电路及无人机检测装置均与控制处理器输入端通信连接；报警装置，连接于控制处理器输出端。本实用新型提供了地质灾害监测预警系统，结合了“点”、“线”、“面”信息的采集，获取的地质信息全面准确，提高了监测结果真实性与准确性。

Description

地质灾害监测预警系统

技术领域

本实用新型涉及地质检测技术领域，尤其是涉及地质灾害监测预警系统。

背景技术

我国的地貌类型复杂多样，且以山地高原为主，由于地处东亚季风区，暴雨频发，地质地貌环境复杂，加之人类活动剧烈，导致我国山洪地质灾害发生频繁，是世界上山洪地质灾害最严重的国家之一。全国仅大大小小的滑坡、崩塌、泥石流等灾害危险点就有百万处以上，每年还会出现几万至十几万处新的危险点。近十年来，地质灾害每年造成人员伤亡数以千计，经济损失逾百亿元，严重影响了我国社会经济的可持续发展。

为了及时获取临灾信息，有效避免人员伤亡和财产损失，我国采取了多种措施，如建立群测群防体系、开展汛期巡查、排查灾害隐患点、对重大灾害隐患点实行监测等措施。但目前，这些措施大多还主要靠人工进行观测、人工报汛，且监测技术也相对落后、设备较差，存在数据采集和传输不及时、信息覆盖面不足、自动化程度低等缺陷，难以捕捉到灾害来临前和发生时的多源信息，已无法满足和适应监测工程的需要。

为了解决上述问题，授权公告号为CN103914952B的中国实用新型专利公开了基于物联网的山洪地质灾害监测装置，包括电源模块、分布式传感器、信号调理模块、GPS模块、微控制器、显示、报警模块和GPRS模块，分布式传感器与信号调理模块连接，信号调理模块及GPS模块分别与微控制器连接，微控制器分别与显示、报警模块连接，并且微控制器还通过GPRS模块与远程监控中心进行双向通信，微控制器获取传感器及GPS定位信息，然后送至GPRS模块封装，最后通过GPRS骨干网接入Internet网络传送至远程监控中心，同时微控制器还通过GPRS模块接收远程监控中心的数据指令。通过采用上述结构，实现了山洪地质灾害多参数的自动化在线监测，从而有效提升山洪地质灾害的监测预警能力。

但是，上述实用新型披露的技术方案，通过GPS定位信息实现“点”信息采集，通过传感器实现“线”信息采集，而无法得到“面”信息，依然存在获取信息不全面的问题，其监测结果依然有待提高。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了地质灾害监测预警系统，结合了“点”、“线”、“面”信息的采集，获取的地质信息全面准确，提高了监测结果真实性与准确性。

本实用新型提供的地质灾害监测预警系统是通过以下技术方案得以实现的：

地质灾害监测预警系统，包括：

GPS监测装置，分布于待测地不同高度位置；

传感器监测装置，包括分布于待测地的传感器、与传感器连接的传感器信号处理电路以及与所述传感器信号处理电路连接的传感器供电装置；

无人机检测装置；

控制处理器，所述GPS监测装置、传感器信号处理电路及无人机检测装置均与所述控制处理器输入端通信连接；

报警装置，连接于所述控制处理器输出端。

通过采用上述技术方案，GPS监测装置实现了“点”位置的实时监控，传感器监测装置实现了“线”距离的实时监控，无人机检测装置实现“面”信息的实时监控，GPS监测装置、传感器监测装置及无人机检测装置分别将监控信息发送至控制处理器，控制处理器设定有安全阀值，当监控信息超过安全阀值时，控制处理器发送指令至报警装置实现报警。通过“点”、“线”、“面”信息的全面采集，提高了监测结果真实性与准确性。

在一些实施方式中，所述GPS监测装置包括信号塔及固定于所述信号塔上的GPS定位器，所述信号塔立设于待测点，所述GPS定位器连接GPS供电装置，所述信号塔顶部设有避雷针，底部接地。

通过采用上述技术方案，GPS监测装置通过信号塔立设于预先设定的坡面的待测点，并将GPS监测装置与控制处理器连接，当控制处理器检测到GPS监测装置的位移量超出其预设阀值时，控制处理器发送指令至报警装置。

在一些实施方式中，所述传感器包括：位移传感器、雨量传感器、角度传感器及湿度传感器，各传感器均与所述传感器信号处理电路电连。

通过采用上述技术方案，位移传感器用于检测待测点位移量，从而实现了“线”距离的监控、雨量传感器用于检测降水量、角度传感器用于检测待测点沉降量，湿度传感器用于检测环境湿度。

在一些实施方式中，所述无人机检测装置包括无人机本体及连接于所述无人机本体下方的多组拍摄单元，所述拍摄单元与所述无人机本体之间连接有角度调节单元，所述无人机本体及所述拍摄单元通过无人机供电装置供电。

通过采用上述技术方案，无人机检测装置用于拍摄完整地貌，并将信息发送至控制处理器，以实现“面”信息的采集监控。

在一些实施方式中，所述角度调节单元包括固定套筒及套设于所述固定套筒外的活动套筒，所述活动套筒相对所述固定套筒沿轴向滑移，所述固定套筒垂直且固连于所述无人机本体底板，所述固定套筒与所述活动套筒之间绕固定套筒轴心圆周阵列有连杆，所述连杆一端与所述固定套筒铰接，另一端固定所述拍摄单元，所述连杆中部与所述活动套筒滑移铰接。

通过采用上述技术方案，活动套筒相对固定套筒上下滑移，在活动套筒滑移的过程中，铰接于固定套筒上、并与活动套筒滑移铰接的连杆绕其与固定套筒的铰接点实现转动，从而实现其端部固定的拍摄单元拍摄角度的调节，从而扩大了其拍摄范围。

在一些实施方式中，所述固定套筒内沿其轴向穿设有丝杆，所述丝杆与所述固定套筒之间相对轴向固定周向转动连接，所述丝杆的螺套外周沿螺套径向阵列固定有连轴，所述固定套筒对应所述连轴沿其轴向开设若干条形通槽，所述连轴远离所述螺套一端与所述活动套筒固定连接，所述丝杆通过电机驱动。

通过采用上述技术方案，电机驱动丝杆转动，从而驱动与之螺纹连接的螺套沿丝杆轴向往复滑移，继而带动活动套筒上下滑移。

在一些实施方式中，所述连杆铰接于所述固定套筒远离所述无人机本体底板一端，所述连杆沿其轴向开设滑槽，所述活动套筒上圆周阵列有滑轴，所述滑轴穿设于所述滑槽内。

通过采用上述技术方案，实现了连杆与活动套筒的滑移铰接，因此，在活动套筒滑移的过程中事项连杆绕其与固定套筒铰接点的转动连接，从而实现拍摄单元拍摄角度的调节，扩大其拍摄范围。

在一些实施方式中，所述传感器供电装置、所述GPS供电装置及所述无人机供电装置分别包括：太阳能电池板、与太阳能电池板电连的蓄电池控制器、与所述蓄电池控制器电连的A/D转换器，与所述A/D转换器电连的蓄电池。

通过采用上述技术方案，将光能转化成电能，实现了能源的转换，节能环保。

在一些实施方式中，所述传感器供电装置及所述传感器信号处理电路均集合于主机箱，所述主机箱安装于立杆塔，所述太阳能电池板安装于所述立杆塔，所述立杆塔顶部设有避雷针底部接地。

通过采用上述技术方案，将传感器供电装置等电路元件安装于主机箱中，延长了电路元件的使用寿命，且安全防雷，保障了设备与人员的安全。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.GPS监测装置实现了“点”位置的实时监控，传感器监测装置实现了“线”距离的实时监控，无人机检测装置实现“面”信息的实时监控，通过“点”、“线”、“面”信息的全面采集，提高了监测结果真实性与准确性；

2.通过相对滑移连接的固定套筒与活动套筒，并在固定套筒与活动套筒之间活动铰接有连杆，在活动套筒活动的过程中驱动连杆转动，从而实现拍摄单元拍摄角度的调节，扩大其拍摄范围。

附图说明

图1为本实用新型提供的地质灾害监测预警系统中GPS监测装置的分布结构示意图。

图2为本实用新型提供的地质灾害监测预警系统中传感器供电装置、GPS供电装置或无人机供电装置的结构框图。

图3为本实用新型提供的地质灾害监测预警系统中传感器监测装置的分布结构示意图。

图4为本实用新型提供的地质灾害监测预警系统中无人机检测装置的整体结构示意图。

图5为图4所示的无人机检测装置中角度调节单元的结构示意图。

图6为图5所示的无人机检测装置中角度调节单元的剖视图。

图7为本实用新型提供的地质灾害监测预警系统的结构框图。

图中：1、GPS监测装置；2、传感器监测装置；21、传感器；22、传感器信号处理电路；3、无人机检测装置；4、控制处理器；5、报警装置；101、GPS定位器；102、信号塔；236、避雷针；31、无人机本体；32、拍摄单元；34、角度调节单元；341、固定套筒；342、活动套筒；343、丝杆；344、连杆；3431、螺套；3432、连轴；3433、 通槽；3434、电机；3441、滑槽；3443、滑轴；301、太阳能电池板；302、蓄电池控制器；303、A/D转换器；304、蓄电池；234、主机箱；235、立杆塔；236、避雷针。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型公开的一种地质灾害监测预警系统，如图1所示，包括：分布于待测地不同高度位置的GPS监测装置1，GPS监测装置1包括固定于坡面不同海拔高度处待测点的信号塔102及固定于信号塔102上的GPS定位器101，如图1和图2所示，GPS定位器101连接GPS供电装置，GPS供电装置包括固定于信号塔102顶部的太阳能电池板301、与太阳能电池板301电连的蓄电池控制器302、与蓄电池控制器302电连的A/D转换器303，以及与A/D转换器303电连的蓄电池304，通过上述GPS供电装置将光能转化成电能，实现了能源的转换，节能环保。如图1所示，信号塔102顶部设有避雷针236底部接地，安全防雷，保障了设备与人员的安全。GPS监测装置1用于监控坡面是否出现滑坡现象，将GPS监测装置1安装于固定位置，当检测到当前GPS监测装置1位置与初始位置发生偏移时，即反映坡体坡面发生位移，从而实现了“点”位置的监控预警。

如图3所示，本实用新型公开的一种地质灾害监测预警系统还包括分布于待测地的传感器监测装置2，传感器监测装置2包括埋设于坡面不同海拔高度处或安装于待测地的传感器21，其中，传感器21包括：用于检测待测点位移量的的位移传感器、用于检测降水量的雨量传感器、用于检测待测点沉降量的角度传感器，在本实用新型此实施方式中，角度传感器采用九轴传感器进行待测点包括滑坡或建筑倾斜方位及倾斜角度的监测，以及用于检测环境湿度的湿度传感器，传感器监测装置2还包括与各传感器21连接的传感器信号处理电路22，以及与传感器信号处理电路22连接的传感器供电装置，传感器信号处理电路22将传感器21转变出来的电信号的电平转变成后级控制需要的驱动电平，传感器信号处理电路22的具体结构为现有技术，因此这里不做过多赘述。如图3所示，传感器供电装置及传感器信号处理电路22均集合于主机箱234，主机箱234安装于立杆塔235，传感器21通过线管连接于主机箱234内的传感器信号处理电路22。如图3和图2所示，传感器供电装置包括安装于立杆塔235顶部的太阳能电池板301、与太阳能电池板301电连的蓄电池控制器302、与蓄电池控制器302电连的A/D转换器303，以及与A/D转换器303电连的蓄电池304，通过上述GPS供电装置将光能转化成电能，实现了能源的转换，节能环保。如图3所示，立杆塔235顶部设有避雷针236底部接地，安全防雷，保障了设备与人员的安全。传感器监测装置2用于监控检测待测点位移量、降水量及待测点沉降量，以及环境湿度，从而实现了“线”距离的监控预警。

如图4所示，本实用新型公开的一种地质灾害监测预警系统还包括无人机检测装置3，无人机检测装置3包括无人机本体31及连接于无人机本体31下方的多组拍摄单元32，拍摄单元32与无人机本体31之间连接有角度调节单元34。

如图5和图6所示，角度调节单元34包括固定于无人机本体31底部的固定套筒341及套设于固定套筒341外的活动套筒342，固定套筒341内沿其轴向穿设有丝杆343，丝杆343与固定套筒341之间相对轴向固定周向转动连接，丝杆343的螺套3431外周沿螺套3431径向阵列固定有连轴3432，固定套筒341对应连轴3432沿其轴向开设若干条形通槽3433，连轴3432远离螺套3431一端与活动套筒342固定连接，丝杆343通过电机3434驱动，从而驱动活动套筒342相对固定套筒341沿轴向滑移。

如图5所示，固定套筒341与活动套筒342之间绕固定套筒341轴心圆周阵列有连杆344，连杆344一端铰接于固定套筒341远离无人机本体31底板一端，另一端固定拍摄单元32，连杆344中部沿其轴向开设滑槽3441，活动套筒342上圆周阵列有滑轴3443，滑轴3443穿设于滑槽3441内，从而使连杆344与活动套筒342滑移铰接。

因此，电机3434驱动丝杆343正转或反转，从而使与之螺纹连接的螺套3431沿丝杆343轴向滑移，继而驱动与螺套3431固连的活动套筒342沿丝杆343轴向滑移，在活动套筒342滑移的过程中，驱动连杆344绕其与固定套筒341的铰接点转动，从而实现拍摄单元32拍摄角度的调节。

无人机本体31及拍摄单元32通过无人机供电装置供电，如4和图2所示，无人机供电装置安装于无人机本体31顶部的太阳能电池板301、与太阳能电池板301电连的蓄电池控制器302、与蓄电池控制器302电连的A/D转换器303，以及与A/D转换器303电连的蓄电池304，通过上述GPS供电装置将光能转化成电能，实现了能源的转换，节能环保。

无人机检测装置3用于拍摄地貌状态，从而实现了对地质环境“面”的监控。

如图7所示，本实用新型公开的一种地质灾害监测预警系统还包括控制处理器4及报警装置5，GPS监测装置1、传感器信号处理电路22及无人机检测装置3均与控制处理器4输入端通信连接；报警装置5连接于控制处理器4输出端。GPS监测装置1、传感器信号处理电路22及无人机检测装置3分别实现“点”、“线”、“面”信息的采集，全面获取的地质信息，并将获取的信息传输至控制处理器4，控制处理器4实现信息的实时监控，并通过控制处理器4设定安全阀值，在GPS监测装置1、传感器信号处理电路22及无人机检测装置3检测到的信息超过安全阀值时控制处理器4发送指令至报警装置5实现报警。本实用新型提供的地质灾害监测预警系统通过“点”、“线”、“面”信息的全面采集，提高了监测结果真实性与准确性。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.地质灾害监测预警系统，其特征在于，包括：

GPS监测装置（1），分布于待测地不同高度位置；

传感器监测装置（2），包括分布于待测地的传感器（21）、与传感器（21）连接的传感器信号处理电路（22）以及与所述传感器信号处理电路（22）连接的传感器供电装置；

无人机检测装置（3）；

控制处理器（4），所述GPS监测装置（1）、传感器信号处理电路（22）及无人机检测装置（3）均与所述控制处理器（4）输入端通信连接；

报警装置（5），连接于所述控制处理器（4）输出端。

2.根据权利要求1所述的地质灾害监测预警系统，其特征在于，所述GPS监测装置（1）包括信号塔（102）及固定于所述信号塔（102）上的GPS定位器（101），所述信号塔（102）立设于待测点，所述GPS定位器（101）连接GPS供电装置，所述信号塔（102）顶部设有避雷针（236），底部接地。

3.根据权利要求1所述的地质灾害监测预警系统，其特征在于，所述传感器（21）包括：位移传感器、雨量传感器、角度传感器及湿度传感器，各传感器（21）均与所述传感器信号处理电路（22）电连。

4.根据权利要求2所述的地质灾害监测预警系统，其特征在于，所述无人机检测装置（3）包括无人机本体（31）及连接于所述无人机本体（31）下方的多组拍摄单元（32），所述拍摄单元（32）与所述无人机本体（31）之间连接有角度调节单元（34），所述无人机本体（31）及所述拍摄单元（32）通过无人机供电装置供电。

5.根据权利要求4所述的地质灾害监测预警系统，其特征在于，所述角度调节单元（34）包括固定套筒（341）及套设于所述固定套筒（341）外的活动套筒（342），所述活动套筒（342）相对所述固定套筒（341）沿轴向滑移，所述固定套筒（341）垂直且固连于所述无人机本体（31）底板，所述固定套筒（341）与所述活动套筒（342）之间绕固定套筒（341）轴心圆周阵列有连杆（344），所述连杆（344）一端与所述固定套筒（341）铰接，另一端固定所述拍摄单元（32），所述连杆（344）中部与所述活动套筒（342）滑移铰接。

6.根据权利要求5所述的地质灾害监测预警系统，其特征在于，所述固定套筒（341）内沿其轴向穿设有丝杆（343），所述丝杆（343）与所述固定套筒（341）之间相对轴向固定周向转动连接，所述丝杆（343）的螺套（3431）外周沿螺套（3431）径向阵列固定有连轴（3432），所述固定套筒（341）对应所述连轴（3432）沿其轴向开设若干条形通槽（3433），所述连轴（3432）远离所述螺套（3431）一端与所述活动套筒（342）固定连接，所述丝杆（343）通过电机（3434）驱动。

7.根据权利要求5所述的地质灾害监测预警系统，其特征在于，所述连杆（344）铰接于所述固定套筒（341）远离所述无人机本体（31）底板一端，所述连杆（344）沿其轴向开设滑槽（3441），所述活动套筒（342）上圆周阵列有滑轴（3443），所述滑轴（3443）穿设于所述滑槽（3441）内。

8.根据权利要求4所述的地质灾害监测预警系统，其特征在于，所述传感器供电装置、所述GPS供电装置及所述无人机供电装置分别包括：太阳能电池板（301）、与太阳能电池板（301）电连的蓄电池控制器（302）、与所述蓄电池控制器（302）电连的A/D转换器（303），与所述A/D转换器（303）电连的蓄电池（304）。

9.根据权利要求8所述的地质灾害监测预警系统，其特征在于，所述传感器供电装置及所述传感器信号处理电路（22）均集合于主机箱（234），所述主机箱（234）安装于立杆塔（235），所述太阳能电池板（301）安装于所述立杆塔（235），所述立杆塔（235）顶部设有避雷针（236）底部接地。