[实用新型]一种基于物联网及云端服务的地质环境监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于物联网及云端服务的地质环境监测系统。

背景技术

矿山开采给人类带来巨大财富的同时，也极大的破坏了人类的环境，给人类带来了极大的地质灾害。因此，对矿山地质灾害的防范成为了矿山开采的重中之重，矿山地质环境监测系统能够实时准确的对矿山地形变、地面塌陷、地裂缝、地下水等进行监测，并对其进行分析处理，以指导人们的矿山开采及矿山灾难的应急预案工作。

当前技术由于未引入专业的监测装置对监测点及监测数据进行管理，致使监测工作因受技术手段的治约，存在如下不足：

(1)监测工作分散实施，没有统一通信接口和接入标准。由于各监测单位的监测目的不同，各自执行的技术标准也不同，使得这些监测结果难以作统一分析利用。

(2)监测成果分散管理，不利于统一分析利用。监测的防治是一个系统性的工作，需要从整体的角度综合全局的信息进行规划和决策，由于现有的监测成果难以整合，致使综合规划工作受到数据信息的制约。

(3)数据处理手段落后。仍使用传统的数据采集、存储、计算及成果表达方式，难以满足当今信息化管理的要求。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种基于物联网及云端服务的地质环境监测系统，本实用新型能够进行矿山地质环境监测，实现监测工作集中管控、监测数据集中处理、监测成果集中管理。进一步的,通过监测及时掌握矿山地质环境动态变化规律，预测矿山地质环境发展变化趋势，从而提出相应的防治措施。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于物联网及云端服务的地质环境监测系统，包括中央处理器和多个GPRS模块，所述中央处理器分别通过每个GPRS模块分别连接一个ZigBee自组网模块，所述ZigBee自组网模块包括一个协调器节点，所述协调器节点连接有路由节点，所述路由节点连接多个传感器节点；

所述中央处理器将多个ZigBee自组网模块各个传感器节点采集的监测参数进行汇总，传输给云端服务器，以实现监测参数的网络共享与集中处理。

进一步的，所述多个ZigBee自组网模块形成ZigBee无线传感器网络。

进一步的，所述GPRS模块与中央处理器通过RS232通讯。

进一步的，所述路由节点通过无线收发模块与各个传感器节点连接。

进一步的，所述无线收发模块包括控制芯片和射频天线以及相应的阻抗匹配电路。

所述控制芯片外围电路包括晶振时钟电路、射频输入/输出匹配电路和单片机接口电路。

所述传感器节点包括但不限于GPS模块、图像采集模块、地表变形监测模块、水位水质监测模块或温湿度监测模块。

所述传感器节点包括三维激光扫描设备，通过手动扫描地形地矿的三维模型，将3D模型的数据点云信息以三维坐标的形式传入中央处理器。

所述GPRS模块与中央处理器之间的数据传输采用碰撞机制和完全确认的数据传输机制。

进一步的，所述云端服务器与移动客户端连接，将接收的数据传输到各个移动客户端进行显示或操作。

进一步的，所述协调器节点包括微处理器和与之连接的ZigBee模块。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)传感器节点支持人工，自动多种数据采集方式，辅助矿山环境调查现场工作人员实时全方位获取传感数据，解决了传统纯人工测量数据不全、不准、无法共享的问题；

(2)传感器节点采用三维扫描设备，支持对地形地貌的准确扫描并形成3D模型，有利于用户形象明了的掌握地表形态，并作出准确的分析预判；

(3)基于ZigBee自组网技术，现场安装免设置、免布线、上电即用，自动组成无线网络，能够与现场设备直接通信，上传数据；

(4)网络结构中不需单独的路由器或中继器，子节点有路由功能和中继能力，穿透障碍物能力强；

(5)采用ZigBee无线传感器网络结合GPRS实现远程监控的方案，实现了矿区复杂环境下的监测工作并能够持续稳定运行；

(6)支持modbus等不同协议，并可以根据需要进行扩展，能够接入现场不同的设备数据。

(7)采用云端服务器进行数据存储及整合，实现了对所有集采区的统一管理、对比分析，并能够对温度、湿度等量化信息进行历史数据查询及曲线展示。并且提高了数据安全与存储能力。

附图说明