[发明专利]无线数据采集控制系统

说明书

技术领域

本发明属于地质灾害监测技术领域，更具体的说，属于一种通过无线数据采集控制系统对地震、山体滑坡、泥石流等地质灾害进行有效监测预警的技术。

背景技术

地震、山体滑坡、泥石流等地质灾害频发，对人民生命财产危害极大。近些年来随着水电站、水库、公路、铁路工程等基础设施工程不断增加，滑坡、决堤、塌陷等地质灾害频发，严重影响这些基础设施的使用安全和寿命、并对工程周围的人民生命安全造成了非常不利的负面影响。目前我国每年发生地震、山体滑坡、泥石流等地质灾害数万起，如何对这些地质灾害进行监测和预警以切实保护人民生命财产安全，是我国当前面临的一个重要课题。

目前对地震、山体滑坡、泥石流等地质灾害进行监测和预警通常都是政府行为，需要动员大量的人力、物力、财力，而且监测效果通常也不太理想。现有的地震、山体滑坡、泥石流等地质灾害监测和预警方法都需要通过观察或者探测地址结构的变化来预测地质灾害的发生，但是由于地质灾害的发生存在极大的偶然性，这些方法和装置只能给出地质灾害发生的可能性，无法准确地预报地质灾害的发生时间。

发明内容

本发明为了有效地解决以上技术问题，给出了一种无线数据采集控制系统。

本发明的一种无线数据采集控制系统，其特征在于，包括信息分析控制单元、深部变形监测单元、地表成像与测距灾害监测单元、降雨量监测单元、风速监测单元、温度和湿度监测单元、化学气体监测单元、分布式传感器监测单元、声呐监测单元、GSM/GPRS天线发射单元、灾害报警单元；其中：

所述信息分析控制单元分别与所述深部变形监测单元、所述地表成像与测距灾害监测单元、所述降雨量监测单元、所述风速监测单元、所述温度和湿度监测单元、所述化学气体监测单元、所述分布式传感器监测单元、所述声呐监测单元、所述GSM/GPRS天线发射单元、所述灾害报警单元相连；所述信息分析控制单元对所述深部变形监测单元、所述地表成像与测距灾害监测单元、所述降雨量监测单元、所述风速监测单元、所述温度和湿度监测单元、所述化学气体监测单元、所述分布式传感器监测单元、所述声呐监测单元监测到信息进行分析处理，所述信息分析控制单元根据分析处理结果对所述GSM/GPRS天线发射单元、所述灾害报警单元相连；

所述深部变形监测单元对监测区域早期地质破坏方式、深度、范围的进行监测；

所述地表成像与测距灾害监测单元对监测区域进行定时连续激光扫描、得到监测区域内的地表图像，对移动物体监测、完整性检查、位置和方位监测后，分析监测区域内物体不同时间段是否存在运动、以及运动趋势；通过激光测距仪对选定物体的距离变动进行精确测定，分析之后再进一步计算位移加速度是否变化；

所述降雨量监测单元对监测区域的降雨量进行监测；

所述风速监测单元对监测区域的风速进行监测；

所述温度和湿度监测单元对监测区域的温度和湿度进行监测，通过热电阻对监测区域的温度进行监测，通过陶瓷湿敏传感器对监测区域的土壤湿度进行监测；

所述化学气体监测单元对监测区域附近上空堆积的汞气或氡气达到异常浓度进行监测；

所述分布式传感器监测单元包括主控节点和多个传感器节点，所述主控节点包括总控模块、振动触发模块、无线通讯接收模块、振动波形数据库、振动波形分析模块、振动横波形判断模块、振动纵波形判断模块、振动面波形判断模块、波幅及时间记录模块、主GPS定位模块、主电源模块；所述总控模块分别与所述振动触发模块、所述无线通讯接收模块、所述振动波形数据库、所述振动波形分析模块、所述振动横波形判断模块、所述振动纵波形判断模块、所述振动面波形判断模块、所述波幅及时间记录模块、所述主GPS定位模块、所述主电源模块相连；

所述传感器节点包括节点控制模块、无线通讯发射模块、MEMS三轴加速度传感模块、加速度传感放置状态模块、节点GPS定位模块、节点电源模块；所述节点控制模块分别与所述无线通讯发射模块、所述MEMS三轴加速度传感模块、所述加速度传感放置状态模块、所述节点GPS定位模块、所述节点电源模块相连；

所述分布式传感器监测单元用于监测不同位置的山体形变和地下振动信息，所述主控节点接收每个所述传感器节点采集和传送的不同位置的山体形变和地下振动信息、并进行融合处理以得到山体状态和滑坡预警信息，所述主控节点与所述信息分析控制单元相连；

所述声呐监测单元用于监测岩石断裂、移动所发出的断裂声波、滑移声波、以及连续性的大幅度横向振动；