CN211604275U - 一种无线传输式山体滑坡灾害监测装置 - Google Patents

一种无线传输式山体滑坡灾害监测装置 Download PDF

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胡娟
王霄
刘佳林
张译
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Guizhou University
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Abstract

本实用新型公开一种无线传输式山体滑坡灾害监测装置,包括传感器系统,控制器、数据接收机,无线通信模块,供电模块和仪器保护箱。传感器系统由固定测斜仪、孔隙水压力机、土壤含水量计、位移计、测斜仪和翻斗式雨量计组成。控制器、数据接收机、和仪器保护箱安装在坡体表层,均与太阳能板连接。控制器将传感器系统监测的数据通过无线通信模块发送给数据接收机发送给终端。本监测装置系统性能稳定、可靠性好,可以做到实时监测山体状态,具有广泛的适用性。

Description

一种无线传输式山体滑坡灾害监测装置
技术领域
本实用新型涉及地质灾害监测技术领域,具体涉及一种无线传输式山体滑坡灾害监测装置。
背景技术
山体滑坡是我国最常见和最多发的地质灾害之一,通常具有突发性和高频性,滑坡对日常生产生活的危害很大,如影响施工进度,破坏建筑结构,阻断交通运输;大规模的滑坡,更可以掩埋村庄,阻塞河道摧毁公路,给人们的生产生活和财产安全带来巨大损失。据不完全统计,我国每年因滑坡灾害造成的经济损失高达30多亿元,且投入的技术和资金也是逐年递增。
因此,对滑坡建立有效的监测,可以及时了解山体状态,对其采取相应的预防措施,能很大程度上减少滑坡所带来的人身危害和财产损失。传统有线式监测装置存在诸多弊端,如布置线路困难、信息反馈不及时等,对人力物力都是极大的消耗,这种监测手段早已需要一种新的方式替代。
实用新型内容
本实用新型提供一种无线传输式山体滑坡灾害监测装置,能克服目前监测方法的不足,本实用新型装置操作便捷,能对监测山体状态实时监控,做到提前预防,将滑坡灾害的损失降至最低。
为此,本实用新型采用了如下技术方案:
一种无线传输式山体滑坡灾害监测装置包括:传感器系统、控制器、数据接收机、无线通信模块、供电模块和仪器保护箱,所述传感器系统由固定测斜仪、孔隙水压力计、土壤含水量计、位移计和翻斗式雨量计组成。传感器系统、控制器、数据接收机均与供电模块连接,并由其供电。所述传感器系统一端与控制器连接,另一端与无线通信模块连接,控制器和数据接收机均放置在仪器保护箱中。
进一步地,所述供电模块和仪器保护箱设置在地表。
进一步地,所述固定测斜仪、孔隙水压力计和土壤含水量计置于岩土层中,所述位移计和翻斗式雨量计设置在地表。
进一步地,所述固定测斜仪监测边坡深部位移数据,所述孔隙水压力计监测坡体土壤渗流量数据,所述土壤含水计监测土壤含水率,所述位移计监测地表裂缝程度,所述翻斗式雨量计监测所在区域的降雨量。各项数据均发送至数据接收机由无线通信模块发送至终端,进行数据分析。
进一步地,所述供电模块由太阳能板、蓄电池组和电源防雷装置组成。
进一步地,所述的一种无线传输式山体滑坡灾害监测装置还包括警报装置,所述警报装置与控制器和供电模块连接,由控制器发出指令可发出警报声和警报光源。
进一步地,仪器保护箱采用PVC材质保护箱,使用寿命周期较长,不用多频次更换。
进一步地,所述无线通信模块采用NB-IoT无线技术进行数据传输。
进一步地,所述控制器采用的是Arduino MEGA微控制器。
相比于传统技术,本实用新型的技术方案有益效果是:
本实用新型通过将传感器系统、控制器、无线通信模块数据接收机和仪器保护箱等装置结合,能够实现对滑坡监测区域实时化、自动化、高效化监测,减少了人力资源的使用,解决了现有人工勘测中的施工难度度、财产损失和人身安全问题。整体上,本实用新型具有高效的监测效果,以具有大面积监测自适应性。
附图说明
未来更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面利用附图对本实用新型作简单地介绍,但是,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图得到其他的附图。
图1是本实用新型一种无线传输式山体滑坡灾害监测装置的结构示意图。
图2是本实用新型一种无线传输式山体滑坡灾害监测装置的传感器系统结构布置示意图;
主要元件符号说明如下:
控制器1、传感器系统2、固定测斜仪201、土壤含水量计202、位移计203、孔隙水压力计204、翻斗式雨量计205、报警装置3、供电模块4、太阳能板401、无线通信模块5、数据接收机6、终端7。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对结合本实用新型实施例或现有技术描述所需要使用的附图进行请清楚完整地描述,显而易见地,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,并非全部的实施例。在对附图中的实用新型实施例的详细描述并不是去限制要求保护的本实用新型的范围,而只是用于表示本实用新型所选定的实施例。基于本实用新型的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例,都是属于本实用新型的保护范围。
本实用新型提供一种无线传输式山体滑坡灾害监测装置,目的是解决现有技术所存在的问题和不足,实现对滑坡体自动化、实时化、高效化的监测。
参考图1,本实用新型的提供的一种无线传输式山体滑坡灾害监测装置,包括传感器系统2、控制器1、报警装置3、数据接收机6、无线通信模块5均与供电模块4相连。所述电源模块由太阳能板401吸收太阳能转化为电能为整个装置供电。所监测滑坡区域大多地理位置偏远,环境恶劣,常规电线输电条件特别差。由太阳能板401供电可以解决常规的立杆拉线送操作难度大的问题,能够实现就地储能供电,同时节省了再生电力资源和投入成本。多个传感器系统2分布在广面积的滑坡区域,能够监测大面积的滑坡,极大增强了本装置的实用性。
固定测斜仪201、孔隙水压力计204、土壤含水量计202、位移计203和翻斗式雨量计205均安装在滑坡监测区域,实时测量滑坡监测区域的各项监测数据,太阳能板401安装在滑坡区域地势较为开阔区域,有利于吸收和太阳能,警报装置3可以安装在离滑坡监测区域有一段距离的区域,方便人员了解动态监测信息。
内部位移监测是通过打孔,埋设专门的内部位移监测设备,实时的采集内部位移数据发到服务器上,从而完成内部位移监测;固定测斜仪201用于监测内部位移数据,通过钻孔方式,将测斜探头通过连杆方式埋入地下,当滑坡检测区域内部有土层有位移出现时,固定测斜仪201的测斜探头随之倾斜,信号电缆引入地面仪表连接试测,从而可精确测出水平位移量ΔX,ΔY或倾角,数据接收机6将实时接收该数据。
地下水位监测是通过在山体表面打孔,将孔隙水压力计204放置在钻孔中进行测量,当地下水位有发送改变时,水压力会使孔隙水压力计204的光纤光栅发送改变,信号通过光缆传送至调节器,从而测量到地下水位变化量数据,数据接收机6将实时接收数据信息。
山体表面位移监测是通过坡体建立观测墩,在观测墩上安放位移计203,仪器设备24小时不间断的监测位置信息,测量监测区域土层伸缩缝的开合度(变形),从而实现对整个易滑坡坡体的位移监测,数据接收机6将实时接收该数据。
降雨量监测是通过在滑坡监测区域顶部较为开阔的地方安置翻斗式雨量计205来监测该区域的降雨值,将降雨量转换为以开关量形式表示的数字信息量输出,得到降雨量数据,数据接收机6将实时接收该数据。
坡体土壤容积含水率由土壤含水量计测量,其数据可以反映该区域土层中水分的渗流情况,将土壤含水量计202埋入监测区域,其内部芯片测量出该数据情况,数据接收机6将实时接收该数据。
数据接收机6将所测量的数据通过无线通信模块5发送到终端7,终端7会将数据进行分析处理,判断其是否超过滑坡运动发生的阈值。
具体地,所监测的降雨量、土壤含水率、土层位移值内部位移值只要是超过其对应的阈值,说明会发生滑坡运动。
所述终端7在所监测的山体滑坡数据超过其库中阈值时输出山体滑坡检测数据异常的信息。
进一步地,终端7发出滑坡预警信息,由无线通信模块传5输至控制器1,控制器1发出指令至警报装置3,警报装置3将会发出警报声音和警报光源,提醒附近相关监测人员,判断监测区域某处是否有发生滑坡的迹象,提前做好预警避灾工作。
另外,无线通信模块5采用具有远距离无线传输功能的NB-IoT无线通信模块,本实用新型对无线通信模块5的类型和型号不作限定。
另外,供电模块4包括太阳能板401、蓄电池组和电源防雷装置。供电模块会对监测装置各个组件持续供电。蓄电池组采用铅蓄电池,太阳能板将太阳能转化的电能可以存储在铅蓄电池组中。
本实用新型提供一种无线传输式山体滑坡灾害监测装置,通过测量监测区域相应的数据信息,可以远程尽早精确判断山体的动态特征,有效弥补了传统监测的方法存在的不足,也是对地质灾害防治工作效率的提高。
本实施例中的附图旨在使本实用新型实施例的技术方案的优点更为明确,本实用新型实施例运用附图将技术方案进行了详尽的描述。当然,这只是本实用新型的一部分实施例。本使用新型实施例中的组件可以根据监测区域用不同的配置方案来实施。
最后需要说明,以上实施例仅仅使说明本实用新型的技术方案,并不是对本实用新型保护范围的限制。对于本领域的普通技术人员来说,应将本实施例看作示范例,而不是被限制性的。在本实用新型的保护范围原则内,可以对本实用新型的技术方案进行修改或者改进等。

Claims (9)

1.一种无线传输式山体滑坡灾害监测装置,其特征在于:包括传感器系统、控制器、数据接收机、无线通信模块、供电模块和仪器保护箱,所述传感器系统由固定测斜仪、孔隙水压力计、土壤含水量计、位移计和翻斗式雨量计组成,所述传感器系统、控制器、数据接收机均与供电模块连接,并由其供电,所述传感器系统一端与控制器连接,另一端与无线通信模块连接,所述控制器和数据接收机均放置在仪器保护箱中。
2.根据权利要求1所述的一种无线传输式山体滑坡灾害监测装置,其特征在于:所述供电模块和仪器保护箱设置在地表。
3.根据权利要求1所述的一种无线传输式山体滑坡灾害监测装置,其特征在于:所述固定测斜仪、孔隙水压力计、土壤含水量计置于岩土层中,所述位移计、翻斗式雨量计设置在地表。
4.根据权利要求1所述的一种无线传输式山体滑坡灾害监测装置,其特征在于:所述固定测斜仪监测边坡深部位移数据,所述孔隙水压力计监测坡体土壤渗流量数据,所述土壤含水计监测土壤含水率,所述位移计监测地表裂缝程度,所述翻斗式雨量计监测所在区域的降雨量,各项数据均发送至数据接收机由无线通信模块发送至终端,进行数据分析。
5.根据权利要求1所述的一种无线传输式山体滑坡灾害监测装置,其特征装置在于:所述供电模块由太阳能板、蓄电池组和电源防雷装置组成。
6.根据权利要求1所述的一种无线传输式山体滑坡灾害监测装置,其特征装置在于:还包括警报装置,所述警报装置与控制器和供电模块连接,由控制器发出指令,报警装置发出警报声和警报光源。
7.根据权利要求1所述的一种无线传输式山体滑坡灾害监测装置,其特征装置在于:所述仪器保护箱采用PVC材质保护箱。
8.根据权利要求1所述的一种无线传输式山体滑坡灾害监测装置,其特征装置在于:所述无线通信模块采用GPRS无线技术进行数据传输。
9.根据权利要求1所述的一种无线传输式山体滑坡灾害监测装置,其特征装置在于:所述控制器采用的是Arduino MEGA微控制器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112258823A (zh) * 2020-10-21 2021-01-22 辽宁工程技术大学 基于nb-iot的露天矿滑坡灾害远程监测系统
CN112950902A (zh) * 2021-01-27 2021-06-11 河海大学 一种滑坡监测系统

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