CN210578661U - 一种低功耗地质灾害大数据监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种低功耗地质灾害大数据监控系统，包括数据采集模块、数据通讯模块、数据监控中心、数据展示模块，数据采集模块、数据通讯模块、数据监控中心、数据展示模块依次连接；数据采集模块包括供电单元、处理单元、传感器组和监测设备；数据通讯模块为NB‑IOT通讯模块；数据监控中心包括数据存储单元、数据管理单元、数据分析单元和数据交换单元；数据展示模块为显示屏。本实用新型提供的一种低功耗地质灾害大数据监控系统，采用低功耗广域物联网技术，具有广覆盖、低功耗、支持海量连接的特点，适合于地质灾害环境；并且能够聚合海量监测数据及地质环境相关数据，具备高时效性及响应能力。

Description

一种低功耗地质灾害大数据监控系统

技术领域

本实用新型涉及大数据监控处理技术领域，具体涉及一种低功耗地质灾害大数据监控系统。

背景技术

地质灾害监测设备安装于野外现场，气象条件和地理环境相对恶劣，如供电不足、通信不畅，对无线数据传输系统都是极大考验，传输方式资费较高、耗电大。同时卫星遥感、传感器技术和其他数据自动采集仪器设备迅猛革新，地质调查工作不断深化，与地质灾害相关的基础数据和监测数据迅速增长，面对海量数据积累时，传统的数据平台陷入性能瓶颈，数据存在壁垒，共享不足，无法实现各种关联数据的充分有效利用，另外数据存在冗余、分散、安全性差、一致性差等问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种低功耗地质灾害大数据监控系统，采用低功耗广域物联网技术，具有广覆盖、低功耗、支持海量连接的特点，适合于地质灾害环境；并且能够聚合海量监测数据及地质环境相关数据，具备高时效性及响应能力。

本实用新型采用如下技术方案：

一种低功耗地质灾害大数据监控系统，包括数据采集模块、数据通讯模块、数据监控中心、数据展示模块，所述数据采集模块、数据通讯模块、数据监控中心、数据展示模块依次连接；

所述数据采集模块包括供电单元、处理单元、传感器组和监测设备，所述处理单元包括低功耗处理器和北斗定位单元，所述供电单元分别连接所述传感器组、监测设备、北斗定位单元和数据通讯模块，所述传感器组和监测设备连接所述低功耗处理器，所述低功耗处理器连接所述数据通讯模块；

所述数据通讯模块为NB-IOT通讯模块，所述NB-IOT通讯模块通过UART与低功耗处理器连接进行指令和数据交互，所述NB-IOT通讯模块通过运营商平台将数据传输到数据监控中心；

所述数据监控中心包括数据存储单元、数据管理单元、数据分析单元和数据交换单元，所述数据交换单元的数量为两个，所述数据通讯模块与第一数据交换单元连接进行数据交换，所述第一数据交换单元分别连接所述数据存储单元、数据管理单元、数据分析单元，所述数据存储单元、数据管理单元、数据分析单元还连接第二数据交换单元，所述第二数据交换单元还连接所述数据展示模块；

所述数据展示模块为显示屏，所述显示屏连接所述第二数据交换单元，用于展示实时监测数据、监测设备状态和数据分析结果。

进一步地，所述供电单元包括120W的太阳能电池板和200Ah的蓄电池。

进一步地，所述监测设备包括但不限于摄像头、防雷装置、报警器。

进一步地，所述传感器包括裂缝计、雨量计。

进一步地，所述低功耗处理器为STM32单片机。

进一步地，所述数据交换为数据格式、传输频次的数据的导入导出。

进一步地，所述数据格式包括但不限于传感器数据、文本文件，图像文件、XML。

进一步地，所述传输频次包括非实时、准实时、实时。

进一步地，所述数据分析结果包括基础图形或数据可视全景图；所述基础图形包括但不限于文字、图片、动画、视频、图表、地图、地图热点、图文组合、表格，所述数据可视全景图包括但不限于拓扑图、关系图、张力图、热力图、撒点图、时序图、迁徙地图。

本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型融合多样化、多维度、结构复杂的数据类型，能够快速处理与日倍增监测数据，及时响应预警信息。可融入多种深度学习模型，从海量地质数据挖掘潜在规律出发，实现从数据分析到信息价值提取的过程。

(2)能够通过监控大屏提供多种数据展示方式，根据实际业务和实时信息进行联动切换，引入时空模式、地图模式、多维模式、混合模式等多种方法对数据中心海量数据进行可视化展现，为地质灾害预测与防治提供精准时效决策支持。

(3)采用低功耗广域物联网技术，具有广覆盖、低功耗、支持海量连接的特点，适合于地质灾害环境。

(4)聚合海量监测数据及地质环境相关数据，具备高时效性及响应能力。

附图说明

图1为本实用新型一种低功耗地质灾害大数据监控系统的结构示意图。

附图中，数据采集模块1、监测设备11、摄像头111、防雷装置112、报警器113、传感器组12、裂缝计121、雨量计122、处理单元13、低功耗处理器131、北斗定位单元132、供电单元14、数据通讯模块2、数据监控中心3、第一数据交换单元31、第二数据交换单元32、数据存储单元33、数据管理单元34、数据分析单元35、数据展示模块4。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示，本实用新型提供了一种低功耗地质灾害大数据监控系统，其特征在于，包括数据采集模块1、数据通讯模块2、数据监控中心3、数据展示模块4，数据采集模块1、数据通讯模块2、数据监控中心3、数据展示模块4依次连接。数据采集模块1定时采集现场传感组监测数据并进行预处理，通过数据通讯模块2将现场测量数据发送至数据监控中心3，数据监控中心3存储各种类型地质灾害相关数据，并对数据进一步加工处理并建立数据分析单元35，分析数据规律和挖掘有价值信息，进而通过可视化展示系统将结果通过多种方式展现出来。

数据采集模块：

数据采集模块1包括供电单元14、处理单元13、传感器组12和监测设备11，处理单元 13包括低功耗处理器131和北斗定位单元132，供电单元14分别连接传感器组12、监测设备11、北斗定位单元132和数据通讯模块2，传感器组12和监测设备11连接低功耗处理器131，低功耗处理器131连接数据通讯模块2。

供电单元14包括120W的太阳能电池板和200Ah的蓄电池，为传感器组12、监测设备11、北斗定位单元132和数据通讯模块2提供24小时不间断供电，同时在没有太阳的情况下可以连续工作7天。监测设备11包括但不限于摄像头111、防雷装置112、报警器113，传感器包括裂缝计121、雨量计122，定时采集监测区域数据。低功耗处理器131为STM32单片机。

数据通讯模块：

数据通讯模块2为NB-IOT通讯模块，NB-IOT通讯模块通过UART与低功耗处理器131连接进行指令和数据交互，NB-IOT通讯模块通过中国移动平台将数据传输到数据监控中心3。

数据监控中心：

数据监控中心3包括数据存储单元33、数据管理单元34、数据分析单元35和数据交换单元，数据交换单元的数量为两个，数据通讯模块2与第一数据交换单元31连接进行数据交换，第一数据交换单元31分别连接数据存储单元33、数据管理单元34、数据分析单元35，数据存储单元33、数据管理单元34、数据分析单元35还连接第二数据交换单元32，第二数据交换单元32还连接数据展示模块4。

数据监控中心3包括数据存储单元33，数据管理单元34、数据分析单元35，数据存储单元33、数据管理单元34、数据分析单元35依次连接。数据存储单元33包括Hadoop、Hive、HBase、HDFS，数据管理单元34为MapReduce。

数据通讯模块2与第一数据交换单元31连接进行数据交换，数据交换为数据格式、传输频次的数据的导入导出，并对接异构数据库，数据源包括各业务系统数据接入、监测数据采集、外部临时业务数据导入等。数据格式包括但不限于传感器数据、文本文件，图像文件、XML。传输频次包括非实时、准实时、实时。

数据存储单元33和数据管理单元34对监测数据及关联数据的存储、加工、抽取。支持主流关系型数据库数据源接入(如:Oracle、MySQL、Sqlserver)。支持可视化数据库接入，支持主流大数据存储(如Hadoop、Hive、HBase)。包括多种数据分区管理、多数据类型管理、多文件格式管理、数据自定义标签管理、数据块读写锁处理、数据文件元数据备份和恢复，支持数据压缩、表压缩功能，节省数据空间。数据分析单元35统计分析方法、数据挖掘算法和预测模型的管理，并将数据分析结果通过第二数据交换单元32传输到数据展示模块4 进行展示。

数据展示模块：

数据展示模块4为显示屏，显示屏连接第二数据交换单元32，用于展示实时监测数据、监测设备11状态和数据分析结果。数据分析结果包括基础图形或数据可视全景图；基础图形包括但不限于文字、图片、动画、视频、图表、地图、地图热点、图文组合、表格，数据可视全景图包括但不限于拓扑图、关系图、张力图、热力图、撒点图、时序图、迁徙地图。

本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型融合多样化、多维度、结构复杂的数据类型，能够快速处理与日倍增监测数据，及时响应预警信息。可融入多种深度学习模型，从海量地质数据挖掘潜在规律出发，实现从数据分析到信息价值提取的过程。

(2)能够通过监控大屏提供多种数据展示方式，根据实际业务和实时信息进行联动切换，引入时空模式、地图模式、多维模式、混合模式等多种方法对数据中心海量数据进行可视化展现，为地质灾害预测与防治提供精准时效决策支持。

(3)采用低功耗广域物联网技术，具有广覆盖、低功耗、支持海量连接的特点，适合于地质灾害环境。

(4)聚合海量监测数据及地质环境相关数据，具备高时效性及响应能力。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种低功耗地质灾害大数据监控系统，其特征在于，包括数据采集模块、数据通讯模块、数据监控中心、数据展示模块，所述数据采集模块、数据通讯模块、数据监控中心、数据展示模块依次连接；

所述数据采集模块包括供电单元、处理单元、传感器组和监测设备，所述处理单元包括低功耗处理器和北斗定位单元，所述供电单元分别连接所述传感器组、监测设备、北斗定位单元和数据通讯模块，所述传感器组和监测设备连接所述低功耗处理器，所述低功耗处理器连接所述数据通讯模块；

所述数据通讯模块为NB-IOT通讯模块，所述NB-IOT通讯模块通过UART与低功耗处理器连接进行指令和数据交互，所述NB-IOT通讯模块通过运营商平台将数据传输到数据监控中心；

所述数据监控中心包括数据存储单元、数据管理单元、数据分析单元和数据交换单元，所述数据交换单元的数量为两个，所述数据通讯模块与第一数据交换单元连接进行数据交换，所述第一数据交换单元分别连接所述数据存储单元、数据管理单元、数据分析单元，所述数据存储单元、数据管理单元、数据分析单元还连接第二数据交换单元，所述第二数据交换单元还连接所述数据展示模块；

所述数据展示模块为显示屏，所述显示屏连接所述第二数据交换单元，用于展示实时监测数据、监测设备状态和数据分析结果。

2.根据权利要求1所述的一种低功耗地质灾害大数据监控系统，其特征在于，所述供电单元包括120W的太阳能电池板和200Ah的蓄电池。

3.根据权利要求2所述的一种低功耗地质灾害大数据监控系统，其特征在于，所述监测设备包括但不限于摄像头、防雷装置、报警器。

4.根据权利要求3所述的一种低功耗地质灾害大数据监控系统，其特征在于，所述传感器包括裂缝计、雨量计。

5.根据权利要求4所述的一种低功耗地质灾害大数据监控系统，其特征在于，所述低功耗处理器为STM32单片机。

6.根据权利要求5所述的一种低功耗地质灾害大数据监控系统，其特征在于，所述数据交换为数据格式、传输频次的数据的导入导出。

7.根据权利要求6所述的一种低功耗地质灾害大数据监控系统，其特征在于，所述数据格式包括但不限于传感器数据、文本文件，图像文件、XML。

8.根据权利要求7所述的一种低功耗地质灾害大数据监控系统，其特征在于，所述传输频次包括非实时、准实时、实时。

9.根据权利要求8所述的一种低功耗地质灾害大数据监控系统，其特征在于，所述数据分析结果包括基础图形或数据可视全景图；所述基础图形包括但不限于文字、图片、动画、视频、图表、地图、地图热点、图文组合、表格，所述数据可视全景图包括但不限于拓扑图、关系图、张力图、热力图、撒点图、时序图、迁徙地图。

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