CN217541994U - 一种多参数山体滑坡特征检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种多参数山体滑坡特征检测装置，包括：主控、含水量传感器、震动传感器、应力传感器以及供电系统、所述含水量传感器、震动传感器与应力传感器均包括有433发送单元，所述主控包括有与433发送单元射频连接的433接收单元。本实用新型由主控、含水量传感器、震动传感器、应力传感器以及供电系统构成，通过含水量传感器检测山体全局含水量，辅助震动传感器检测山体滑坡时地面震动情况，再配合应力传感器检测山脚应力以及土壤板块的变形程度，以达到对山体滑坡特征的提前检测，此外通过433发送单元以及433接收单元进行远距离传输，可脱离互联网来达到实时收发传感器的数据的功能。

Description

一种多参数山体滑坡特征检测装置

技术领域

本实用新型涉及山体滑坡特征检测领域，特别涉及一种多参数山体滑坡特征检测装置。

背景技术

在偏远山区尤其依山地带，一旦遇到大降雨等恶劣环境，所在地区极易发生山地滑坡等严重自然实害。同时这种极端恶劣灾害的发生都伴随着速度快、影响范围广、产重程度不可控等特性，所以提前预知灾害、灾前预警的实时监测系统变得尤为重要。由于偏远山区网络普及率较低的原因，而此类灾害又常发生于偏远山区，这就导致与互联网连接进行数据传递的环境检测装置无法及时将检测到的环境数据上传，因而导致灾害信息传递的滞后，无法及时对发生灾害的区域的灾情进行处理。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种多参数山体滑坡特征检测装置，用于解决现有技术中与互联网连接进行数据传递的环境检测装置无法及时将检测到的环境数据上传，因而导致灾害信息传递的滞后，无法及时对发生灾害的区域的灾情进行及时的处理的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种多参数山体滑坡特征检测装置，包括：主控、含水量传感器、震动传感器、应力传感器以及供电系统，所述含水量传感器、所述震动传感器与所述应力传感器包括433发送单元，所述主控包括与所述433发送单元射频连接的433接收单元。

在一可选实施例中，所述供电系统包括四组供电单元，四组所述供电单元分别与所述主控、所述含水量传感器、所述震动传感器以及所述应力传感器一一对应。

在一可选实施例中，每组所述供电单元包括太阳能锂电池和太阳能充电板，所述太阳能锂电池与所述太阳能充电板电性连接。

在一可选实施例中，所述含水量传感器、所述震动传感器、所述应力传感器以及所述主控包括单片机控制单元，所述单片机控制单元采用STC89C52单片机。

在一可选实施例中，所述主控还包括第一单片机控制单元、硬件报警单元、屏幕显示单元，所述硬件报警单元和所述屏幕显示单元通过单片机I/O端口与所述第一单片机控制单元相连，所述433接收单元通过单片机通信串口与所述第一单片机控制单元相连。

在一可选实施例中，所述含水量传感器还包括第一数据采集单元、AD转化单元、第二单片机控制单元，所述第一数据采集单元直接与所述AD转化单元相连，所述AD转化单元通过单片机I/O端口与所述第二单片机控制单元相连，所述含水量传感器的433发送单元通过单片机通信串口与所述第二单片机控制单元相连。

在一可选实施例中，所述震动传感器还包括震动检测单元与第三单片机控制单元，所述震动检测单元通过单片机I/O端口与所述第三单片机控制单元相连，所述震动传感器的433发送单元通过单片机通信串口与所述第三单片机控制单元相连。

在一可选实施例中，所述应力传感器还包括第二数据采集单元、AD转化放大单元、第四单片机控制单元，所述第二数据采集单元直接与所述AD转化放大单元相连，所述AD转化放大单元通过单片机I/O端口与所述第四单片机控制单元相连，所述应力传感器的433发送单元通过单片机通信串口与所述第四单片机控制单元相连。

在一可选实施例中，所述震动传感器具有高灵敏滚珠开关，该高灵敏滚珠开关埋入土壤中或者固定在一个静止物体上。

在一可选实施例中，所述应力传感器为应变片应力传感器。

本实用新型包括主控、含水量传感器、震动传感器、应力传感器以及供电系统构成，通过含水量传感器检测山体全局含水量，辅助震动传感器检测山体滑坡时地面震动情况，再配合应力传感器检测山脚应力以及土壤板块的变形程度，以达到对山体滑坡特征的提前检测，此外通过433接收单元以及433发送单元进行远距离传输，可脱离互联网单独工作，以此来达到实时收发传感器的数据的功能，便于实时监测。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

图2为本实用新型的原理框图。

图3为本实用新型的含水量传感器与应力传感器部分的原理图。

图4为本实用新型的震动传感器部分的原理图；

图5为本实用新型的主控部分的原理图。

附图标记：10、主控；11、433接收单元；12、第一单片机控制单元；13、屏幕显示单元；14、硬件报警单元；20、含水量传感器；21、第一数据采集单元；22、AD转化单元；23、第二单片机控制单元；30、震动传感器；31、震动检测单元；32、第三单片机控制单元；40、应力传感器；41、第二数据采集单元；42、AD转化放大单元；43、第四单片机控制单元；50、供电单元；60、433发送单元。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1-5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

首先，433射频技术是基于433射频模块输出的433MHZ的通信频段，433射频模块用于替代半双工通信时的物理连线。其是通过发送设备向433发送单元发送串口数据，433发送单元的RXD端口收到串口数据后，自动将数据以无线电波的方式发送到空中，433接收单元能自动接收到该无线电波，并从TXD端口还原最初发送设备所发的串口数据，以此来达到脱离互联网进行数据传递的功能。

如图2所示，本实施例提供一种多参数山体滑坡特征检测装置，包括：主控10、含水量传感器20、震动传感器30、应力传感器40以及供电系统，含水量传感器20、震动传感器30与应力传感器40均包括有433发送单元60，主控10包括有与433发送单元60射频连接的433接收单元11。

通过含水量传感器20检测山体全局含水量，辅助震动传感器30检测山体滑坡时地面震动情况，再配合应力传感器40检测山脚应力以及土壤板块的变形程度，以达到对山体滑坡特征的提前检测，此外通过433发送单元60以及433接收单元11进行远距离传输，可脱离互联网单独工作，保证在偏远地区网络信号弱的地方仍然能够及时地将检测到的数据上传，上传的数据最后由主控10进行判断，若数据异常则发出警报。

在一可选的实施例中，供电系统为四组供电单元50，四组供电单元50分别与主控10、含水量传感器20、震动传感器30以及应力传感器40一一对应，为整个装置的每个组成部分配置单独的供电单元50，保证每个部分都能够单独进行供电，从而保证每个部分能够稳定地进行工作。

进一步的，每组供电单元50可设置为太阳能锂电池和太阳能充电板，太阳能锂电池与太阳能充电板电性连接，太阳能锂电池均电性连接有太阳能充电板，以能够与太阳能充电板配合充电的太阳能锂电池作为供电单元50进行供电，每个太阳能锂电池与一个单独的传感器连接供电，而主控10同样连接单独的太阳能锂电池进行供电，能够在白天天晴时，以太阳能充电板进行供电，而在夜晚或者阴雨天时，则可以通过太阳能锂电池自身的电量进行供电，采用太阳能充电形式的环保充电方式，不仅能够保证整体的使用，而且能够降低能源损耗。

进一步的，每组供电单元50也可为蓄电池，以蓄电池提供供电功能，采用可拆卸替换类型的蓄电池，方便后续电池的更换和充电。

在一可选的实施例中，

主控10包括433接收单元11、第一单片机控制单元12、硬件报警单元14、屏幕显示单元13，硬件报警单元14和屏幕显示单元13通过单片机I/O端口与主控10的第一单片机控制单元12相连，433接收单元11通过单片机通信串口与第一单片机控制单元12相连，主控10的433接收单元11将接收到的信息送到第一单片机控制单元12，第一单片机控制单元12判别该信息属于何种特征传感器发送，并识别信息内容，将特征情况发送到屏幕显示单元13进行可视化显示，若数据异常则通过硬件报警单元14报警。作为示例，该第一单片机控制单元12采用STC89C52单片机，图5为主控10部分的单片机的原理图。

含水量传感器20还包括第一数据采集单元21、AD转化单元22、第二单片机控制单元23以及433发送单元60，第一数据采集单元21直接与AD转化单元22相连，AD转化单元22通过单片机I/O端口与第二单片机控制单元23相连，含水量传感器20的433发送单元60通过单片机通信串口与第二单片机控制单元23相连，安装时一般是将第一数据采集单元21的探头的两根电极分别插入山顶和山脚的土壤中，其一般采用不锈钢材料，除底部外其余采用表面绝缘裹覆处理，可有效减缓腐蚀，防止露出土壤处被人体误触中电，工作时，含水量传感器20的第一数据采集单元21将采集到的含水量模拟量送到AD转化单元22，AD转化单元22转化为数字量，将其送到第二单片机控制单元23，第二单片机控制单元23将数据处理后判断是否异常，通过其自身的433发送单元60与433接收单元11将该数据传递至主控10。作为示例，该第二单片机控制单元23采用STC89C52单片机。

震动传感器30包括震动检测单元31、第三单片机控制单元32以及433发送单元60，震动检测单元31通过单片机I/O端口与第三单片机控制单元32相连，震动传感器30的433发送单元60通过单片机通信串口与第三单片机控制单元32相连，震动传感器30上含有高灵敏滚珠开关，可埋入土壤中或者固定在一个静止物体上，当山体发生震动摇晃时，触感器会立刻检测到该震动摇晃，震动检测单元31将检测到的震动信号送到第三单片机控制单元32，第三单片机控制单元32将数据处理后判断是否异常，通过其自身的433发送单元60与433接收单元11将该数据传递至主控10。作为示例，该第三单片机控制单元32采用STC89C52单片机，图4为震动传感器30部分的单片机的原理图。

应力传感器40包括第二数据采集单元41、AD转化放大单元42、第四单片机控制单元43以及433发送单元60，第二数据采集单元41直接与AD转化放大单元42相连，AD转化放大单元42通过单片机I/O端口与第四单片机控制单元43相连，应力传感器40的433发送单元60通过单片机通信串口与第四单片机控制单元43相连，应力传感器采40采用应变片应力传感器，将粘有应变片的感应板密封好之后竖向或者横向埋入山脚的土壤中，检测山脚应力，第二数据采集单元41将采集到的应力模拟量送到AD转化放大单元42，AD转化放大单元42转化经放大后转化为数字量，将其送到第四单片机控制单元43，第四单片机控制单元43将数据处理后判断是否异常，通过其自身的433发送单元60与433接收单元11将该数据传递至主控10。作为示例，该第四单片机控制单元43采用STC89C52单片机，图3为含水量传感器20与应力传感器40部分的单片机的原理图。

判断数据是否异常，通常是设定一个安全的阈值，当所检测到的数据高于这个阈值或者低于这个阈值时，触发警报。

在一可选的实施例中，含水量传感器20、震动传感器30与应力传感器40内部的单片机控制单元一个或者多个也可不判断数据是否异常，仅对应的控制433发送单元60将所检测到的数据传输至433接收单元11，所检测到的数据通过主控10的单片机控制单元来判别该信息属于何种特征传感器发送，并识别信息内容，当对应的传感器返回的数值，大于或者小于预设的阈值时，触发警报，通过硬件报警单元14报警。

在本文的描述中，提供了许多特定细节，诸如部件和/或方法的实例，以提供对本实用新型实施例的完全理解。然而，本领域技术人员将认识到可以在没有一项或多项具体细节的情况下或通过其他设备、系统、组件、方法、部件、材料、零件等等来实践本实用新型的实施例。在其他情况下，未具体示出或详细描述公知的结构、材料或操作，以避免使本实用新型实施例的方面变模糊。

还应当理解还可以以更分离或更整合的方式实施附图所示元件中的一个或多个，或者甚至因为在某些情况下不能操作而被移除或因为可以根据特定应用是有用的而被提供。

另外，除非另外明确指明，附图中的任何标志箭头应当仅被视为示例性的，而并非限制。此外，除非另外指明，本文所用的术语“或”一般意在表示“和/或”。在术语因提供分离或组合能力是不清楚的而被预见的情况下，部件或步骤的组合也将视为已被指明。

本实用新型所示实施例的上述描述(包括在说明书摘要中所述的内容)并非意在详尽列举或将本实用新型限制到本文所公开的精确形式。尽管在本文仅为说明的目的而描述了本实用新型的具体实施例和本实用新型的实例，但是正如本领域技术人员将认识和理解的，各种等效修改是可以在本实用新型的精神和范围内的。如所指出的，可以按照本实用新型所述实施例的上述描述来对本实用新型进行这些修改，并且这些修改将在本实用新型的精神和范围内。

本文已经在总体上将系统和方法描述为有助于理解本实用新型的细节。此外，已经给出了各种具体细节以提供本实用新型实施例的总体理解。然而，相关领域的技术人员将会认识到，本实用新型的实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下进行实践，或者利用其它装置、系统、配件、方法、组件、材料、部分等进行实践。在其它情况下，并未特别示出或详细描述公知结构、材料和/或操作以避免对本实用新型实施例的各方面造成混淆。

因而，尽管本实用新型在本文已参照其具体实施例进行描述，但是修改自由、各种改变和替换亦在上述公开内，并且应当理解，在某些情况下，在未背离所提出实用新型的范围和精神的前提下，在没有对应使用其他特征的情况下将采用本实用新型的一些特征。因此，可以进行许多修改，以使特定环境或材料适应本实用新型的实质范围和精神。本实用新型并非意在限制到在下面权利要求书中使用的特定术语和/或作为设想用以执行本实用新型的最佳方式公开的具体实施例，但是本实用新型将包括落入所附权利要求书范围内的任何和所有实施例及等同物。因而，本实用新型的范围将只由所附的权利要求书进行确定。

Claims (10)

1.一种多参数山体滑坡特征检测装置，其特征在于，包括：

主控；

含水量传感器；

震动传感器；

应力传感器；以及

供电系统；

所述含水量传感器、所述震动传感器与所述应力传感器包括433发送单元，所述主控包括与所述433发送单元射频连接的433接收单元。

2.根据权利要求1所述的一种多参数山体滑坡特征检测装置，其特征在于，所述供电系统包括四组供电单元，四组所述供电单元分别与所述主控、所述含水量传感器、所述震动传感器以及所述应力传感器一一对应。

3.根据权利要求2所述的一种多参数山体滑坡特征检测装置，其特征在于，每组所述供电单元包括太阳能锂电池和太阳能充电板，所述太阳能锂电池与所述太阳能充电板电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种多参数山体滑坡特征检测装置，其特征在于，所述含水量传感器、所述震动传感器、所述应力传感器以及所述主控包括单片机控制单元，所述单片机控制单元采用STC89C52单片机。

5.根据权利要求1所述的一种多参数山体滑坡特征检测装置，其特征在于，所述主控还包括第一单片机控制单元、硬件报警单元、屏幕显示单元，所述硬件报警单元和所述屏幕显示单元通过单片机I/O端口与所述第一单片机控制单元相连，所述433接收单元通过单片机通信串口与所述第一单片机控制单元相连。

6.根据权利要求1所述的一种多参数山体滑坡特征检测装置，其特征在于，所述含水量传感器还包括第一数据采集单元、AD转化单元、第二单片机控制单元，所述第一数据采集单元直接与所述AD转化单元相连，所述AD转化单元通过单片机I/O端口与所述第二单片机控制单元相连，所述含水量传感器的433发送单元通过单片机通信串口与所述第二单片机控制单元相连。

7.根据权利要求1所述的一种多参数山体滑坡特征检测装置，其特征在于，所述震动传感器还包括震动检测单元与第三单片机控制单元，所述震动检测单元通过单片机I/O端口与所述第三单片机控制单元相连，所述震动传感器的433发送单元通过单片机通信串口与所述第三单片机控制单元相连。

8.根据权利要求1所述的一种多参数山体滑坡特征检测装置，其特征在于，所述应力传感器还包括第二数据采集单元、AD转化放大单元、第四单片机控制单元，所述第二数据采集单元直接与所述AD转化放大单元相连，所述AD转化放大单元通过单片机I/O端口与所述第四单片机控制单元相连，所述应力传感器的433发送单元通过单片机通信串口与所述第四单片机控制单元相连。

9.根据权利要求1所述的一种多参数山体滑坡特征检测装置，其特征在于，所述震动传感器具有高灵敏滚珠开关，该高灵敏滚珠开关埋入土壤中或者固定在一个静止物体上。

10.根据权利要求1所述的一种多参数山体滑坡特征检测装置，其特征在于，所述应力传感器为应变片应力传感器。

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