[发明专利]基于无线传感器的地质灾害物联网监测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地质灾害监测系统及方法，特别涉及一种基于无线传感器的地质灾害物联网监测系统。

背景技术

地质灾害是指在自然因素或者人为因素的作用下所形成的、对人类生命财产及生存环境造成破坏的地质作用，如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝等。近年来，随着极端气候的肆虐和人类生产生活规模的不断扩大，世界各地区遭遇的地质灾害越加频繁。 

现有技术提供的地质灾害监测系统是利用全球定位系统(global Positioning System，GPS)对地质灾害易发地区进行卫星遥感监测。具体地是利用合成孔径雷达干涉技术从卫星上获取高分辨率地面反射影像，通过对影像的分析判断监测点是否发生地质灾害，该监测系统结构复杂、成本高且实时性差；因此很难做到灾情早发现、早处理，使得地质灾害防治工作变得十分被动。

目前，传统的监测装置只是监测当裂缝出现较大变化异常状态，无法具体监测裂缝变化的动态过程，并且当出现较大变化异常状态时还需要维护人员前往监测节点进行实地实时勘测地质状况，这样不仅耗费人力，也无法实时对潜在隐患进行预警，效果并不理想。

因此急需一种利用无线传感器网络的监测系统对滑坡区域监测节点进行自动监测，并及时将监测信息传送给管理系统。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种利用无线传感器网络的监测系统对滑坡区域监测节点进行自动监测，并及时将监测信息传送给管理系统。整个过程完全自动并实时进行，提高了监测效率以及准确性。

本发明的目的之一是提出一种基于无线传感器的地质灾害物联网监测系统；本发明的目的之二是提出一种基于无线传感器的地质灾害物联网监测方法。

本发明的目的之一是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的基于无线传感器的地质灾害物联网监测系统，包括监测系统和监测数据管理系统；所述监测系统设置于滑坡区域监测节点，所述监测系统用于实时采集监测节点所在地的灾害体裂缝状态，当所述灾害体裂缝状态出现异常时，则将监测到的异常灾害体裂缝状态数据上传给监测数据管理系统，所述监测系统包括至少一个普通监测节点和汇集监测节点，所述普通监测节点间按预设路由通过多跳模式将数据上传至汇集监测节点，所述汇集监测节点经过处理分析后将数据上传到监测数据管理系统。

进一步，所述普通监测节点将数据通过433MHz的射频通信的方式上传至汇集监测节点；所述汇集监测节点将数据通过GRPS通信的方式上传至监测数据管理系统。

进一步，所述普通监测节点或/和汇集监测节点为拉线式裂缝监测器，所述拉线式裂缝监测器包括拉线开关模块、处理器、通信模块和电源模块；所述拉线开关模块设置于滑坡区域待监测节点用于实时监控监测节点所在地的现场裂缝位移信息，所述拉线开关模块的拉线开关固定于所述现场裂缝一侧，所述拉线开关模块的拉线固定于所述现场裂缝另一侧；所述处理器用于处理拉线开关模块采集到的现场裂缝位移信息，当监测节点的灾害体裂缝状态出现异常时，则触发处理器进入工作状态并将监测到的数据通过通信模块上传给监测数据管理系统；所述电源模块分别拉线开关模块与监测模块和处理器连接；所述通信模块定期将监测数据通过GPRS或短信发送到监测数据管理系统。

进一步，所述拉线开关模块包括根据现场裂缝位移信息预设长度的预警拉线开关、报警拉线开关和报警器；所述报警拉线开关预设长度大于预警拉线开关的预设长度；所述报警拉线开关和预警拉线开关分别触发处理器工作，并上传数据；所述报警拉线开关启动时触发报警器工作，所述报警拉线开关和预警拉线开关未启动时，则处理器定时上传设备状态信号。

进一步，所述普通监测节点或/和汇集监测节点为裂缝位移自动监测器，所述裂缝位移自动监测器用于自动监测现场裂缝位移信息，并定期将采集到的裂缝信息数据上传至监测数据管理系统，所述上传速率与裂缝值的变化速率相关，所述处理器每隔预设时间段就分析判断灾害体裂缝状态变化是否超过设定阈值，如果是则唤醒通信模块上传数据。

进一步，所述监测数据管理系统包括管理服务器和基于B/S架构的监测数据网络发布平台；所述管理服务器用于对所有监测设备自动进行日常监测与数据管理；所述基于B/S架构的监测数据网络发布平台用于实时的查询滑坡区域的监测数据。