[发明专利]一种基于无线传感器网络的泥石流临灾预警系统

说明书

技术领域

本发明涉及泥石流临灾预警系统技术领域，具体地，涉及一种基于无线传感器网络的泥石流临灾预警系统。 

背景技术

物联网的出现，实现了全球亿万种物品之间的互连，将不同行业、不同地域、不同应用、不同领域的物理实体按其内在关系紧密地关联在一起。作为崭新的综合性信息系统，物联网并不是单纯的，它包括信息的感知、传输、处理决策、服务等多个方面，呈现出自身显著的特点；物联网是一个由云端组成的一个庞大网络，随着传感器网络大规模部署，各种终端就像蓝海一样，分布到各种各样基础设施上收集信息，在通过各种网络将这些信息发送到云端进行计算和处理，经过计算和处理的信息最后到了应用层为不同的领域各种各样行的支撑服务。 

物联网的关键核心技术就是无线传感器网络（Wireless Sensor Network，简称WSN）技术，该是二十一世纪最有影响力的二十一项技术之一、改变世界的十大技术之一和全球未来的三大高科技之一。这些美誉的接踵而至为无线传感器网络开启了广阔的发展前景和应用空间。 

高效的数据融合、云计算等先进技术能够实现海量数据存储与智能高效决策，与无线传感器网络技术的有机结合将目前物联网的应用得到了更大的扩展，不仅仅限于农业，医疗，更适用于交通，环境等广泛应用，将逐步实现真正的“万物互联互通”。 

我国是世界上泥石流灾害最为严重的国家之一，甘肃省尤为严重，特别是2010年发生的甘肃舟曲特大泥石流灾害造成了巨大的人员伤亡及经济损失。为了有效预防滑坡和泥石流，政府相关部门相继采取了多项措施，不断健全泥石流监测预警技术，并取得了一些成果。 

在泥石流监测方面，国内科研人员已经研发出了一些针对泥石流的监测预警，目前国内已经获得批准的泥石流的监测预警专利数量繁多，在此将部分典型的专利的基本特征和优缺点列举如下： 

⑴用于公路泥石流灾害自动发现与报警的交通监控设备（公安部交通管理科学研究所；无锡华通智能交通技术开发有限公司、CN200820185015、2009-05-27）

该用于公路泥石流灾害自动发现与报警的交通监控设备，用于监控泥石流易发山体区域的交通监控摄像机与工业控制计算机相互连接，实时监控泥石流易发区域的山体，工业控制计算机连续接收、分析山体图像信息，一旦发生泥石流灾害，工业控制计算机向交通信号灯发送红灯命令，阻止公路双向行驶的机动车通行，同时向公路管理部门发送报警信号。

该用于公路泥石流灾害自动发现与报警的交通监控设备，用于山区公路泥石流灾害的发现与报警，具备实时环境的图像监控与数据接收，包含图像监控模块、图像分析模块以及通信模块四大模块。其中图像监控可获得实时图像，也可将监控图像传回控制中心，并可根据图像信息通过控制交通信号灯来控制公路的交通状况。但此系统仅能进行山体的图像监控，无法对山体其它数据进行具体监测，比如土壤含水量，土壤位移等等。也无法对泥石流进行预测继而进行预警。此系统仅适用与山体部分路段的泥石流监控并不适用城市周边的泥石流监测预警。 

⑵基于全方位视觉的泥石流预警预报装置（ 浙江工业大学、CN1996054、2007-07-11） 

该基于全方位视觉的泥石流预警预报装置，主要由雨量检测单元、泥石流发生检测单元、雨量雨强计算单元、泥石流相关水文气象历史记录记忆单元、泥石流预警预报单元、统计预警预报模型、泥石流预警预报信息发布单元等构成；根据所计算得到的10分钟雨强、一小时雨强、实效雨量作为状态输入，通过统计预警预报模型判断在该状态条件下发生泥石流的概率以及不发生泥石流的概率以及泥石流灾害的严重性和紧急程度；将判断结果用网络及其他各种手段及时发布给下游的灾害危险区的居民，使居民可以及时得到预警信息，从而可以提前采取预防措施回避损失，减轻泥石流的灾害。

该基于全方位视觉的泥石流预警预报装置，包括用于监视待测山体和雨量收集装置水位的全方位视觉传感器、雨量收集装置和用于根据视频信号进行灾害检测的微处理器，此装置可通过降雨量的监测根据泥石流预警模型判断该条件下是否发生泥石流的概率以及泥石流灾害的严重性和紧急程度，但因为只能监测降雨量因此仅适用于泥石流的中长期监测，并不能适用于泥石流的短期监测预警，不具备预测精确度高，预警实时性的特点。 

⑶无线遥测泥石流及预警系统（铁道部科学研究院铁道建筑研究所、CN1034427、 2008-09-10）