CN218524203U - 一种智能地质灾害检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及地质监测技术领域，一种智能地质灾害检测系统，包括供电模块、前端检测单元、通讯模块和后端预警平台；所述前端检测单元包括单片机控制器和采集单元；所述采集单元包括检测设备以及设置在检测设备上的三轴加速传感器与陀螺仪模块、震动传感器模块和倾斜感应器模块；所述后端预警平台包括云端服务器、监控终端和报警装置。本实用新型通过三轴加速传感器与陀螺仪模块、震动传感器模块和倾斜感应器模块采集监测数据，并将采集的监测数据发送给单片机控制器进行处理，通过通讯模块将处理后的数据发送至后台预警平台显示，能够对地质灾害进行自动化在线监测，从而有效提升地质灾害的监测预警能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及地质监测技术领域，特别涉及一种智能地质灾害检测系统。
背景技术
滑坡、崩塌、地裂缝、地面沉降、泥石流等地质灾害是难以预测且频繁发生的现象，地质灾害破坏工程设施，直接或间接造成大量人员伤亡，目前很多城市都面临着各种地质灾害的威胁。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，导致许多地质灾害预警的不及时或者不准确，难以捕捉到灾害来临前和发生时的多源信息，进而引起巨大损失，并且成本上花费较大，已无法满足和适应监测工程的需要。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决上述背景技术中提出的技术问题之一，提供一种智能地质灾害检测系统，用以对地质灾害进行自动化在线监测，从而有效提升地质灾害的监测预警能力。
为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
一种智能地质灾害检测系统，包括供电模块、前端检测单元、通讯模块和后端预警平台；所述供电模块用于向前端检测单元和通讯模块供电；其中：
所述前端检测单元包括单片机控制器和采集单元；所述采集单元包括检测设备以及设置在检测设备上的震动传感器模块、倾斜感应器模块和三轴加速传感器与陀螺仪模块；所述三轴加速度传感器和陀螺仪用于获取检测设备自身的倾斜角度和加速度数据；所述震动传感器模块用于获取外界震动幅度与频率数据；所述倾斜感应器模块用于用于获取检测设备的倾斜角度变化；所述三轴加速传感器与陀螺仪模块、震动传感器模块和倾斜感应器模块均与所述单片机控制器电性连接，以对各传感器的监测数据进行处理，所述单片机控制器通过通讯模块与后台预警平台连接，以上传处理后的监测数据；
所述后端预警平台包括云端服务器、监控终端和报警装置，所述云端服务器与单片机控制器电性连接，所述云端服务器用于对监测数据进行备份、分析和计算；所述监控终端与所述云端服务器电性连接，所述监控终端用于配备给用户随身使用，以供查看所述单片机控制器上获得的监测数据信息，并提示异常检测信息；所述报警装置与所述单片机控制器电性连接，用于接收到异常检测信息时发出报警信号。
作为本实用新型的进一步改进，所述单片机控制器采用ESP32芯片。
作为本实用新型的进一步改进，所述供电模块为太阳能供电模块，所述太阳能供电模块包括太阳能电池板、太阳能充电控制器和蓄电池；所述太阳能电池板连接所述太阳能控制器，所述太阳能充电控制器连接所述蓄电池，所述蓄电池分别为所述单片机控制器、三轴加速传感器与陀螺仪模块、震动传感器模块、倾斜感应器模块和通讯模块供电。
作为本实用新型的进一步改进，所述报警装置包括扬声器和指示灯，所述扬声器以及指示灯与所述单片机控制器连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述通讯模块为ZigBee模块、WIFI模块、蓝牙模块或光纤模块。
作为本实用新型的进一步改进，所述云端服务器中存储有供监控终端显示的电子地图，灾害防治点的单片机控制器及其监测信息在电子地图上显示。
由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型的智能地质灾害检测系统，通过三轴加速传感器与陀螺仪模块、震动传感器模块和倾斜感应器模块采集监测数据，并将采集的监测数据发送给单片机控制器进行处理，并通过通讯模块将处理后的数据发送至后台预警平台显示，工作人员根据采集的监测数据能实时了解地质情况，并根据地质情况作出相应的操作，监测的地质数据准确且精度高，能对地质灾害预警提供可靠的依据。
本实用新型能通过监测危险山体、边坡的微小位移、倾斜、晃动等，来监测滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的前兆，将检测情况传输到监控终端，也接受监控远端的相关控制，并能通过报警装置提醒人们注意预防、避开或撤离
附图说明
图1是本实用新型一种智能地质灾害检测系统的原理框图；
图2是本实用新型单片机控制器的电路图；
图3是本实用新型三轴加速传感器和陀螺仪的电路图；
图4是本实用新型震动传感器模块的电路图；
图5是本实用新型倾斜感应器模块的电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
请参阅图1-图5，一种智能地质灾害检测系统，包括供电模块、前端检测单元、通讯模块和后端预警平台；所述供电模块用于向前端检测单元和通讯模块供电；其中：
所述前端检测单元分布在地质灾害防治点，包括单片机控制器和采集单元；所述采集单元包括检测设备以及设置在检测设备上的三轴加速传感器与陀螺仪模块、震动传感器模块和倾斜感应器模块；所述三轴加速度传感器和陀螺仪用于获取检测设备自身的倾斜角度和加速度数据；所述震动传感器模块用于获取外界震动幅度与频率数据，以采集地震信号；所述倾斜感应器模块用于用于获取检测设备的倾斜角度变化，并触发相应动作，例如控制或报警动作；本实用新型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。所述三轴加速传感器与陀螺仪模块、震动传感器模块和倾斜感应器模块均与所述单片机控制器电性连接，以对各传感器的监测数据进行处理，所述单片机控制器通过通讯模块与后台预警平台连接，以上传处理后的监测数据；所述通讯模块为ZigBee模块、WIFI模块、蓝牙模块或光纤模块。
所述后端预警平台包括云端服务器、监控终端和报警装置，所述云端服务器与单片机控制器电性连接，所述云端服务器用于对监测数据进行备份、分析和计算；所述监控终端与所述云端服务器电性连接，所述监控终端用于配备给用户随身使用，以供查看所述单片机控制器上获得的监测数据信息，并提示异常检测信息；所述报警装置与所述单片机控制器电性连接，用于接收到异常检测信息时发出报警信号。所述云端服务器中还存储有供监控终端显示的电子地图，灾害防治点的单片机控制器及其监测信息在电子地图上显示。
所述单片机控制器采用ESP32芯片，如图2所示，外围电路包括复位电路、按键电路，复位电路用于对智能灾害检测系统的复位，按键电路用于对智能灾害检测系统的功能切换。参数显示方法采用MCU连接OLED显示屏，OLED显示屏SCL引脚和SDA引脚通过IIC的通信方式耦接MCU，用于显示MCU收集到的各电路反馈的参数信息。
其中，所述陀螺仪用于监测监控终端旋转的角速度；三轴加速度传感器能感应加速度并转换成可用输出信号；所述三轴加速度传感器和陀螺仪结合用于实时监测检测设备本体的体位信息、速度和安全情况，并发送至单片机控制器，在三轴加速传感器与陀螺仪模块的监测信号的检测值大于预设的加速度、角速度阈值时单片机控制器生成体位预警信号，并通过后端预警平台进行提示预警。本实用新型利用三轴加速传感器与陀螺仪模块，将控制器的IIC接口采用模拟IIC通信，通过自带的数字运动处理器硬件加速引擎，以主IIC接口向OLED显示电路输出融合演算数据。如图3所示，三轴加速度传感器和陀螺仪的电路包括MPU6050芯片、104电容、2.2uF电容、1K电阻、4.7K电阻、L2N7002LT1G小信号MOSFET、SPX3819M5-L-3-3线性稳压器(LDO)、LED。其中MPU6050芯片SCL引脚、SDA引脚采用IIC方式与MCU连接。
震动传感器模块用于监测地震信号并发送至单片机控制器，当地震信号的检测值大于预设的地震信号时单片机控制器生成地震预警信号，并通过后端预警平台进行提示预警；如图4所示，震动传感器模块的电路包含一个LED、一个10K电阻、SW-1801传感器，通过输出端可以与单片机控制器直接相连，通过单片机控制器来检测高低电平，由此来检测环境是否有震动。
倾斜感应器模块用于检测倾斜数据并发送至单片机控制器，当监测的倾斜数据大于预设的倾斜数据阈值时生成倾斜预警信号，并通过后端预警平台进行提示预警。如图5所示，倾斜感应器模块的电路包括两个1K分压电阻、两个反馈LED和tilt switch传感器。其中SIG引脚作用于信号输出。倾斜感应器模块的电路为倾斜开关电路，原理是：垂直悬挂的倾斜开关探头在受到外力作用且偏离垂直位置17度以上时，倾斜开关内部的金属球触点动作，常闭触点断开。当外力撤消后，倾斜开关回复到垂直状态，金属球触点复又闭合。
所述供电单元可以采用包括太阳能电池板、蓄电池和充放电控制器的多形式供电系统供电，以保证前端监测系统稳定运行。本实施例中，所述供电模块为太阳能供电模块，所述太阳能供电模块包括太阳能电池板、太阳能充电控制器和蓄电池；所述太阳能电池板连接所述太阳能控制器，所述太阳能充电控制器连接所述蓄电池，所述蓄电池分别为所述单片机控制器、三轴加速传感器与陀螺仪模块、震动传感器模块、倾斜感应器模块和通讯模块供电。
所述报警装置包括扬声器和指示灯，所述扬声器以及指示灯与所述单片机控制器连接，并受控于所述异常检测信息进行提醒工作。
本实用新型的智能地质灾害检测系统，通过三轴加速传感器与陀螺仪模块、震动传感器模块和倾斜感应器模块采集监测数据，并将采集的监测数据发送给单片机控制器进行处理，并通过通讯模块将处理后的数据发送至后台预警平台显示，工作人员根据采集的监测数据能实时了解地质情况，并根据地质情况作出相应的操作，监测的地质数据准确且精度高，能对地质灾害预警提供可靠的依据。
上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。
Claims (6)
1.一种智能地质灾害检测系统，其特征在于：包括供电模块、前端检测单元、通讯模块和后端预警平台；所述供电模块用于向前端检测单元和通讯模块供电；其中：
所述前端检测单元包括单片机控制器和采集单元；所述采集单元包括检测设备以及设置在检测设备上的震动传感器模块、倾斜感应器模块和三轴加速传感器与陀螺仪模块；所述三轴加速度传感器和陀螺仪用于获取检测设备自身的倾斜角度和加速度数据；所述震动传感器模块用于获取外界震动幅度与频率数据；所述倾斜感应器模块用于用于获取检测设备的倾斜角度变化；所述三轴加速传感器与陀螺仪模块、震动传感器模块和倾斜感应器模块均与所述单片机控制器电性连接，以对各传感器的监测数据进行处理，所述单片机控制器通过通讯模块与后台预警平台连接，以上传处理后的监测数据；
所述后端预警平台包括云端服务器、监控终端和报警装置，所述云端服务器与单片机控制器电性连接，所述云端服务器用于对监测数据进行备份、分析和计算；所述监控终端与所述云端服务器电性连接，所述监控终端用于配备给用户随身使用，以供查看所述单片机控制器上获得的监测数据信息，并提示异常检测信息；所述报警装置与所述单片机控制器电性连接，用于接收到异常检测信息时发出报警信号。
2.根据权利要求1所述的一种智能地质灾害检测系统，其特征在于：所述单片机控制器采用ESP32芯片。
3.根据权利要求1所述的一种智能地质灾害检测系统，其特征在于：所述供电模块为太阳能供电模块，所述太阳能供电模块包括太阳能电池板、太阳能充电控制器和蓄电池；所述太阳能电池板连接所述太阳能控制器，所述太阳能充电控制器连接所述蓄电池，所述蓄电池分别为所述单片机控制器、三轴加速传感器与陀螺仪模块、震动传感器模块、倾斜感应器模块和通讯模块供电。
4.根据权利要求1所述的一种智能地质灾害检测系统，其特征在于：所述报警装置包括扬声器和指示灯，所述扬声器以及指示灯与所述单片机控制器连接。
5.根据权利要求1所述的一种智能地质灾害检测系统，其特征在于：所述通讯模块为ZigBee模块、WIFI模块、蓝牙模块或光纤模块。
6.根据权利要求1所述的一种智能地质灾害检测系统，其特征在于：所述云端服务器中存储有供监控终端显示的电子地图，灾害防治点的单片机控制器及其监测信息在电子地图上显示。
Priority Applications (1)
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| CN202222701403.1U CN218524203U (zh) | 2022-10-13 | 2022-10-13 | 一种智能地质灾害检测系统 |
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|---|---|
| CN (1) | CN218524203U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117451169A (zh) * | 2023-10-09 | 2024-01-26 | 中国地质调查局南京地质调查中心(华东地质科技创新中心) | 一种分布式易植入地下多源信息感知装置及方法 |
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2022
- 2022-10-13 CN CN202222701403.1U patent/CN218524203U/zh active Active
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| CN117451169A (zh) * | 2023-10-09 | 2024-01-26 | 中国地质调查局南京地质调查中心(华东地质科技创新中心) | 一种分布式易植入地下多源信息感知装置及方法 |
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