[发明专利]一种智能崩塌监测装置及其监测方法

说明书

本发明涉及防灾减灾设备技术领域的一种智能崩塌监测装置及其监测方法，组合式传感器布置在崩塌区域源区，监测崩塌体的变形、倾角和内部次声的变化；监测预警终端分析处理传感器采集的数据，当采集的数据达到阈值时立即启动报警程序，现场可以声光报警，并通过无线通讯模块将数据发送到客户端，根据后端解算来精确预警，通过短信或电话的方式通知当地居民，避免造成人员伤亡和财产损失，这种智能崩塌监测装置支持远程配置传感器，对复杂山区崩塌体检测因素全面、设备功耗较低、传输实时性好和数据不易丢包。

技术领域

本发明属于防灾减灾设备技术领域，具体涉及一种智能崩塌监测装置及其监测方法。

背景技术

崩塌是山区最常见的自然灾害之一，是指陡峭山坡上岩块、土体在重力作用下，发生突然的急剧的倾落运动。山体崩塌的监测就是通过技术监测山体岩块内部的破裂情况，结合外部变形和倾斜程度，预测山体崩塌的趋势，在山体崩塌前发出预警警报，避免造成生命财产损失。

我国的人员密度较大，许多村庄坐落在复杂山区环境中。此外，我国的许多重要公路和铁路都靠山而建，在山区道路旁边的崩塌往往呈带状分布，崩塌发生时会破坏傍边的公路和铁路，使运输存在重大安全隐患和造成重大经济损失。村庄附近的崩塌会使居民点受到破坏，严重威胁生命财产安全。从过去的人工监测到现在的自动化监测，我国的检测技术取得了一系列进展。但是对于复杂山区崩塌的监测，目前采集传感器设备单一、信息不全面。因此，如何在复杂山区的山体崩塌前对各项因素进行准确监测，是预防崩塌山体崩塌的关键。此外，在复杂山区环境中，传统的传输方式实时性差、数据存在掉包和功耗较大，不能满足复杂山区崩塌灾害实时监测预警和防治的需求，不便于监测和管理。因此，如何降低在复杂山区环境中监测装置的功耗和提高监测数据的保真度时仍需解决的问题。

发明内容

针对现有的防灾减灾设备技术领域中存在对复杂山区崩塌体检测因素单一、设备功耗高、传输实时性差和数据易丢包等问题，本发明提出一种智能崩塌监测装置及其监测方法。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

第一方面，本发明提供一种智能崩塌监测装置，包括组合式传感器、监测预警终端、无线通信模块、声光报警模块、供电模块和云服务器，所述组合式传感器设置在崩塌源区，所述监测预警终端用于对所述组合式传感器测量的数据进行收集和处理并判断是否达到崩塌阈值，所述组合式传感器通过数据线接入所述监测预警终端，所述监测预警终端分别与声光报警模块和云服务器模块相连接，所述监测预警终端将达到预警的数据信号转化为报警信号发送到所述声光报警模块，所述监测预警终端将所收集和处理的数据通过所述无线通信模块发送到所述云服务器，所述云服务器对所述监测预警终端发送的数据进行详细处理并保存，所述供电模块用于给组合式传感器、监测预警终端和无线通信模块提供电能。

作为优选地，所述组合式传感器包括用于测量崩塌宏观位移量的位移传感器、用于测量崩塌倾斜变化的倾角传感器和用于测量崩塌内部损伤破坏产生次声波的次声传感器，位移传感器、倾角传感器和次声传感器分别连接监测预警终端。

作为优选地，所述监测预警终端包括用于采集所述组合式传感器测量信息并转换为数字信号的ADC转换器和用于计算、处理比较、输出报警信号的微处理器以及用于将所述组合式传感器测量信息进行储存的存储器，所述ADC转换器与所述组合式传感器建立信号连接，所述存储器通过微处理器与ADC转换器建立信号连接。

作为优选地，所述无线通信模块为NB-IoT，所述无线通信模块连接所述监测预警终端和所述声光报警模块以及云服务器，所述无线通信模块将声光报警指令发及时发送到所述声光报警模块，所述无线通信模块将监测预警终端采集的原始数据没间隔半小时发送到所述云服务器。

作为优选地，所述声光报警模块安装在崩塌现场，所述声光报警模块通过接受监测预警终端的指令来现场提醒，所述供电模块包括太阳能板、充电控制器和锂电池，所述供电模块为组合式传感器、监测预警终端和无线通信模块提供电力供应。