[发明专利]山洪泥石流地质灾害监控预警装置及方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种地质灾害的监控和预警，特别是山洪泥石流的监控和预警。

二、背景技术

山洪泥石流破坏力巨大，对山洪泥石流的监控、预警是防止造成巨大人员、物质损失的关键。但是，由于监控和预警存在许多不确定因素且监测困难，每年都会造成大量人员和财产损失，甚至导致家破人亡。随着经济实力的增强，国家投入了大量的人力物力对山洪泥石流进行监控和预警，很多监控预警的方法和装置应运而生，为泥石流的监控预警起到了好的效果。但是，由于监控预警必须处于十分恶劣的环境中，对监控装置自身有很高的要求，特别是监控装置自身需要的能源问题难以圆满解决，同时，泥石流受环境多种因素的影响，传感装置需要考虑多种因素。现有的山洪泥石流传感技术，往往采用单一传感方式，传感装置没有组网，没有采用节能措施，还不能满足监控预警的需要。

本发明的基本思路是：既考虑山洪泥石流监控预警的多种因素，采用多传感方式组合，为山洪泥石流提供更全面的判断依据，使山洪泥石流预警判断更加精确；又采用自给间断供电，节能策略，有效降低能耗；同时，采用网络分布分段传输的传感系统，广泛采集传感器数据，使得传感数据采集面更广，使山洪泥石流预测预警更加准确，满足监控预警的实际需要。

三、发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种采用了节能策略，耗电少、多传感方式组合、分段传输数据、成网络分布的山洪泥石流传感系统。

本发明的目的是这样达到的：监控预警装置由1～n个编号的野外传感装置和一个终端报警装置组成，野外传感装置按离终端报警装置的距离由远到近依次顺序编列，终端报警装置对野外传感装置进行无线传输控制和信号采集。

传感装置的传感器是多传感器组合，包括拾音器、水位压力传感器、流速传感器、雨量传感器、冲击传感装置；供电电路采用太阳能光伏板、风力发电机、风光控制器和蓄电池的风光发电设备。

野外传感装置中设有传感控制器，传感控制器由数字信号处理器，传感控制单片机，传感控制无线传输模块和供电控制模块4个模块电路组成；供电控制模块是含有继电器的供电控制电路，传感控制单片机对供电模块进行供电控制；传感控制单片机与数字信号处理器、传感控制无线传输模块双向连接，在数字信号处理器上连接拾音器和冲击传感装置，数字信号处理器的模数转换接口与基座拾音器、顶部拾音器的输出连接，并对采集的拾音器音频数据进行快速傅里叶运算，快速傅里叶运算结果送入传感控制单片机，数字信号处理器采集冲击传感装置的数据并进行分析计算，将计算结果送给传感控制单片机，在传感控制单片机上连接水位压力传感器、雨量传感器、流速传感器和传感控制无线传输模块，水位压力传感器、雨量传感器、流速传感器的输出信号送到传感控制单片机的模数转换接口；传感控制无线传输模块完成对相邻野外传感装置之间的通信以及靠近终端报警装置的野外传感装置与终端报警装置的通信。

终端报警装置由终端传输与控制电路和终端服务器组成，终端服务器为常规电脑，终端传输与控制电路由终端传输与控制无线传输模块、终端传输与控制单片机、RS232接口电路构成。

野外传感装置安装在立杆和基座上，立杆紧固连接在基座上，基座上安装基座拾音器，在立杆的下方安装水压传感器、流速传感器和冲击传感装置，在立杆底部竖向开有一漏水槽。立杆的上部固定太阳能光伏板、风力发电机，雨量传感器、顶部拾音器、野外天线和机箱，风力发电机固定在风力发电支架上，蓄电池、风光控制器和传感控制器安装在机箱内，顶部拾音器安装在机箱的下方。

太阳能光伏板有2块，所述冲击传感装置有3个。3个冲击传感装置依次按照从下至上按照预警水位、报警水位、紧急水位安装在立杆下方。

冲击传感装置由冲击传感器外连接冲击弹簧构成，冲击传感器为三轴数字陀螺仪传感器和三轴数字加速度传感器的组合，三轴数字陀螺仪传感器和三轴数字加速度传感器的输出到传感控制器。

采用山洪泥石流地质灾害监控预警装置，监控预警装置由1～n个编号的野外传感装置和一个终端报警装置组成网络分布的系统，野外传感装置的传感器为多传感器组合，终端报警装置以无线通信接力传输方式采集野外传感装置的信号并对野外传感装置进行控制，根据需要对野外传感装置的传感控制器中的通电控制模块进行间断供电控制，按照接力传输无线通信方式与野外传感装置进行传输控制。