[发明专利]一种交互式耦合多维度智能崩塌落石监测系统及方法

摘要

本发明公开了一种交互式耦合多维度智能崩塌落石监测系统及方法，属于地质灾害防治技术领域，具体包括落石感知系统、信号传输系统、信息处理系统和声光报警系统；落石感知系统通过拦截崩塌的落石，并将落石信息通过信号传输系统传输到信息处理系统，信息处理系统将落石预警指令下发到声光报警系统，并以声光报警的方式发布给公众。该系统具备LoRA局域自组网功能，监测数据精确、系统运行的可靠度高、误差率低、功耗低，很好的解决了高山峡谷区等艰险区通讯信号差、采光不足的问题。

主权项

1.一种交互式耦合多维度智能崩塌落石监测系统，包括落石感知系统(10)、信号传输系统(20)、信息处理系统(30)和声光报警系统(40)；所述的落石感知系统(10)通过拦截崩塌的落石，并将落石信息通过信号传输系统(20)传输到信息处理系统(30)，信息处理系统(30)将落石预警指令下发到声光报警系统(40)，并以声光报警的方式发布给公众，其特征在于：/n所述的落石感知系统由n个子落石感知系统组成，n是不为零的自然数；所述的子落石感知系统包括被动网装置(11)和信息采集分析终端(12)；所述的被动网装置(11)包括基座(110)、立柱(111)、钢绳网(112)、上支撑绳(116)、下支撑绳(117)、，钢绳网(112)用以拦截落石；所述的信息采集分析终端(12)包括加速度信息采集分析终端(12a)、倾角信息采集分析终端(12b)、拉力信息采集分析终端(12c)，微控制器MCU(121)和LoRa无线发射器(122)；/n其中，加速度信息采集分析终端(12a)安装在钢绳网(112)中下部，用于采集由于落石撞击而产生的钢绳网振动信号；/n倾角信息采集分析终端(12b)安装在立柱(111)中部，用于采集被动网装置由于受到滚石撞击而产生的立柱倾斜信号；/n拉力信息采集分析终端(12c)安装在锚绳(114)上，用于采集被动网装置由于受到滚石撞击而产生的锚绳拉力信号；/n上述信息采集分析终端(12)采集到实时变化的信号并经过数据滤波处理后，产生触发信号唤醒微控制器MCU并将实时变化振动数据传输至MCU，然后MCU通过LoRa传输方式将实时振动数据传输至数据中心主站，其中数据中心主站(21)采用LoRa、GPRS无线传输方式；/n所述的信号传输系统(20)由p个数据中心主站(21)和太阳能供电系统(22)构成，p为不为零的自然数，所述的数据中心主站(21)采用无线传输方式，由支撑架和安装在支撑架顶部的无线传输装置组成，一个数据中心主站对应多个信息采集分析终端，通过LoRa无线通讯方式接收信息采集分析终端采集到的被动网装置振动信号、倾斜信号和拉力信号，数据中心主站通过GPRS方式将实时接收的信号数据上传至远端的信息处理系统；/n所述的信息处理系统(30)由动态监测服务器(31)、数据库服务器(32)和数据处理系统(33)组成，所述的动态监测服务器(31)用于信号数据的存储，数据库服务器(32)用于落石感知系统特征源数据的存储，具体工作过程为数据处理系统(33)通过对比分析动态监测服务器(31)接收到的钢绳网振动信息、立柱的倾斜信息和锚绳的拉力信息与数据库服务器(32)中已标定的钢绳网振动信息、立柱的倾斜信息和锚绳的拉力信息，决定是否发出警示信息指令，并将指令信息发送给声光报警系统；/n其中，所述的特征源数据具体包括非落石作用引起的被动网装置的振动、倾斜和拉力变化信息；发出警示信息指令的具体条件为接收到的振动频率信息、倾斜角度信息或拉力信息与数据库中特征源信息对比，若数值不在同一区间，则判定为落石并发出警示信息指令；所述的声光报警系统(40)由指令接收模块(41)、警报装置(42)两部分组成，用于在接收到指令后，以发出声音和可见光闪烁方式发出报警信息。/n