一種地質災害監測系統的製作方法
2023-05-11 11:09:56
本發明涉及一種監測系統，具體是一種地質災害監測系統。
背景技術：
地質災害聯網監測預警系統是利用微功耗設計技術、無線通信技術、傳感器技術、高可靠性設計等多種技術手段，設計的一種對多個區域的地質災害進行實時測量、監控並現場報警，同時通過多種通訊方式將各區域聯網實現多級預警、報警的監測系統。
我國對地質災害的定義為在自然或者人為因素的作用下形成的，對人類生命財產、環境造成破壞和損失的地質作用(現象)。如崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫、地面沉降、地面塌陷、巖爆、坑道突水、突泥、突瓦斯、煤層自燃、黃土溼陷、巖土膨脹、砂土液化，土地凍融、水土流失、土地沙漠化及沼澤化、土壤鹽鹼化，以及地震、火山、地熱害等。
傳統的地質災害簡易監測，是指藉助於簡單的測量工具、儀器裝置和量測方法，監測災害體、房屋或構築物裂縫位移變化的監測方法。一般常用監測方法有以下幾種：1）埋樁法。埋樁法適合對崩塌、滑坡體上發生的裂縫進行觀測。在斜坡上橫跨裂縫兩側埋樁，用鋼捲尺測量樁之間的距離，可以了解滑坡變形滑動過程。對於土體裂縫，埋樁不能離裂縫太近。2）埋釘法。在建築物裂縫兩側各釘一顆釘子，通過測量兩側兩顆釘子之間的距離變化來判斷滑坡的變形滑動。這種方法對於臨災前兆的判斷是非常有效的。3）上漆法。在建築物裂縫的兩側用油漆各畫上一道標記，與埋釘法原理是相同的，通過測量兩側標記之間的距離來判斷裂縫是否存在擴大。4）貼片法。橫跨建築物裂縫粘貼水泥砂漿片或紙片，如果砂漿片或紙片被拉斷，說明滑坡發生了明顯變形，須嚴加防範。與上面三種方法相比，這種方法不能獲得具體數據，但是，可以非常直接地判斷滑坡的突然變化情況。
地質災害群測群防監測方法要求定期對監測點進行檢查，旱季每15天監測一次。雨季(4-9月)每5天監測一次(如每月5日、10日、15日、20日、25日、30日)，如發現監測地質災害點有異常變化或在暴雨、連續降雨天氣時，特別是12小時降雨量達50mm以上時，應加密監測次數，如每天1次或多次，甚至晝夜安排專人監測。
我國的地質災害頻發，長期依靠群測群防出現了以下的問題：1）災害成因更加複雜。山高坡陡、斷裂構造發育、巖土體結構脆弱、風化嚴重等特殊的地質環境條件是地質災害形成的基礎和根本原因，然而隨著經濟的發展和開發建設的加速，削坡、採礦、水庫蓄水、大量抽取地下水、工程建設等不科學的人類工程活動也成為地質災害發生的主要引發因素。2）災害預警點多線長。全國地質災害點不小10萬個，在一些地質狀況較複雜的地區，可能一個縣區的預警點就可能有上百個，而這些預警點大多交通、通訊不便，以群測群防的方法需要建立完整的管理、監督機構，難度非常大。在一些人口較少的監測點幾乎無法完成有效監測。3）發生災害頻率高。每年我國範圍內都要發生幾萬起地質災害事件，2010年達30670起，較2009年的10840起，有較大幅度增加。平均每天發生80多起，這樣的災害發生頻率給群測群防的人工預警方式帶來了很大的壓力，同時也對監測提出了更高的要求。4）危害程度大。隨著我國建設和城市進程的加快，地質災害所帶來的危害程度也越來越大。2010年8月8日0時12分，甘肅省舟曲縣城區及上遊村莊遭受特大山洪泥石流災害，造成1501人死亡、264人失蹤。造成月圓村和椿場村幾乎全部被毀滅，三眼峪村和羅家峪村部分被毀，數千畝良田被掩埋。山洪泥石流衝入舟曲縣城區和白龍江後，造成二十多棟樓房損毀，河道被淤填長度約1千米，江面水位壅高、回水使舟曲縣城部分被淹，縣城交通、電力和通訊中斷。人員傷亡和經濟損失嚴重。因此，本發明提供一種可實時監控、監測效率高、易於實施、不需要專人看守、實施成本較低的地質災害監測系統。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種地質災害監測系統，以解決上述背景技術中提出的問題。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種地質災害監測系統，包括地質報警器、移動終端、伺服器和多個地質監測器；所述地質報警器包括led顯示器、無線數傳模塊a、微處理器a、電源、聲光報警器，所述led顯示器、無線數傳模塊a、電源和聲光報警器均與微處理器a通訊連接，無線數傳天線a與無線數傳模塊a連接；
所述地質監測器包括微處理器b、攝像機、電池、儲存模塊、傳感器模塊、變形監測模塊、無線數傳模塊b和顯示模塊；所述攝像機、電池、儲存模塊、傳感器模塊、變形監測模塊、無線數傳模塊b和顯示模塊均與微處理器b通訊連接；所述電池的另一端連接至外部電源，無線數傳模塊b另一端連接至伺服器，伺服器另一端連接至移動終端；地質報警器通過無線數傳模塊a與微處理器b通訊連接。
作為本發明進一步的方案：所述攝像機與儲存模塊連接。
作為本發明進一步的方案：所述地質監測器分別放置在各個監測點，多個地質監測器分別與地質報警器連接。
作為本發明進一步的方案：所述顯示模塊包括顯示屏和控制按鍵。
作為本發明進一步的方案：所述傳感器模塊包括土壤含水量探測器、氣象傳感器、溫度傳感器、振動傳感器。
作為本發明進一步的方案：還包括降雨量預測模塊，降雨量預測模塊與微處理器b通訊連接，所述土壤含水量探測器、氣象傳感器分別與降雨量預測模塊連接。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
該地質災害監測系統設計合理，結構緊湊，具有監測效率高、易於實施、實施成本較低的優點；不需要專人看守，降低了人工成本，而且可以實時監測降水量，為地質災害監測分析提供多元數據，提高預測精度，能有效避免及降低地質災害給人民群眾帶來的人身及財產損失；另外，該地質災害監測系統還可以實現對預警信息進行自動發布，由此對可能引發的地質災害實現自動、實時預報預警的目的。
附圖說明
圖1為地質災害監測系統的結構示意圖。
其中：1-地質報警器；2-led顯示器；3-無線數傳模塊a；4-微處理器a；5-電源；6-聲光報警器；7-地質監測器；8-外部電源；9-微處理器b；10-攝像機；11-電池；12-儲存模塊；13-傳感器模塊；14-土壤含水量探測器；15-氣象傳感器；16-溫度傳感器；17-振動傳感器；18-降雨量預測模塊；19-變形監測模塊；20-移動終端；21-伺服器；22-無線數傳模塊b；23-顯示屏；24-控制按鍵；25-顯示模塊。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。
請參閱圖1，一種地質災害監測系統，包括地質報警器1、移動終端20、伺服器21和多個地質監測器7；所述地質報警器1包括led顯示器2、無線數傳模塊a3、微處理器a4、電源5、聲光報警器6，所述led顯示器2、無線數傳模塊a3、電源5和聲光報警器6均與微處理器a4通訊連接，led顯示器2用於顯示報警信息，led顯示器2在報警時顯示報警點序號和報警類型號，電源5為地質報警器1供電，聲光報警器6用於發出聲光報警信號，聲光報警包括語音報警，無線數傳天線a與無線數傳模塊a3連接；
無線數傳天線a與無線數傳模塊a3連接，增強及確保無線數傳模塊a3的數據接收能力，led顯示屏2設置在led顯示器驅動板構成led顯示器，微處理器a4安裝在電路主板上構成微處理器主板，行使微處理器的功能，電源5為地質報警器1供電，微處理器主板通過無線數傳天線a接收地質監測器1發出的報警指令後啟動聲光報警器6進行聲光報警，同時在led顯示器2上顯示預設的報警點序號和報警類型號；
所述地質監測器7包括微處理器b9、攝像機10、電池11、儲存模塊12、傳感器模塊13、降雨量預測模塊18、變形監測模塊19、無線數傳模塊b22和顯示模塊25；所述攝像機10、電池11、儲存模塊12、傳感器模塊13、降雨量預測模塊18、變形監測模塊19、無線數傳模塊b22和顯示模塊25均與微處理器b9通訊連接；所述電池11的另一端連接至外部電源8，無線數傳模塊b22另一端連接至伺服器21，伺服器21另一端連接至移動終端20；所述顯示模塊25包括顯示屏23和控制按鍵24，顯示屏23顯示傳感器模塊13的數據信息和當前時間信息，控制按鍵24用於預設和更改信息；所述傳感器模塊13包括土壤含水量探測器14、氣象傳感器15、溫度傳感器16、振動傳感器17，所述土壤含水量探測器14、氣象傳感器15分別與降雨量預測模塊18連接；所述地質監測器7分別放置在各個監測點，多個地質監測器7分別與地質報警器1連接，地質報警器1通過無線數傳模塊a3與微處理器b9通訊連接；所述攝像機10與儲存模塊12連接，攝像機10將拍攝的視頻儲存在儲存模塊12中；
變形監測模塊19實時接收監測點及連續運行參考站的gps觀測數據融合處理，實時解算出各監測點與連續運行參考站之間的相對空間位移變形信息；同時，降水量預測模塊18實時接收連續運行參考站的gps觀測數據和氣象觀測數據，層析出監測區域內準實時的三維水汽分布狀況，並預測臨近時間的可降水量，降水量預測模塊18將降雨量預測信息發送至微處理器b9；微處理器b9通過將降雨量預測信息與存儲模塊中的預設定數據進行對比，判斷是否觸發地質報警器1，若降雨量預測信息高於存儲模塊中的預設定數據，則地質報警器1發出報警信號，且微處理器b9將預警信息發送至伺服器21，伺服器21將預警信息發送至移動終端20，若降雨量預測信息不高於存儲模塊中的預設定數據，則地質報警器1不發出報警信號。
本發明的工作原理是：無線數傳天線a與無線數傳模塊a3連接，增強及確保無線數傳模塊a3的數據接收能力，led顯示屏2設置在led顯示器驅動板構成led顯示器，微處理器a4安裝在電路主板上構成微處理器主板，行使微處理器的功能，電源5為地質報警器1供電，微處理器主板通過無線數傳天線a接收地質監測器1發出的報警指令後啟動聲光報警器6進行聲光報警，同時在led顯示器2上顯示預設的報警點序號和報警類型號；變形監測模塊19實時接收監測點及連續運行參考站的gps觀測數據融合處理，實時解算出各監測點與連續運行參考站之間的相對空間位移變形信息；同時，降水量預測模塊18實時接收連續運行參考站的gps觀測數據和氣象觀測數據，層析出監測區域內準實時的三維水汽分布狀況，並預測臨近時間的可降水量，降水量預測模塊18將降雨量預測信息發送至微處理器b9；微處理器b9通過將降雨量預測信息與存儲模塊中的預設定數據進行對比，判斷是否觸發地質報警器1，若降雨量預測信息高於存儲模塊中的預設定數據，則地質報警器1發出報警信號，若降雨量預測信息不高於存儲模塊中的預設定數據，則地質報警器1不發出報警信號。
該地質災害監測系統設計合理，結構緊湊，具有監測效率高、易於實施、實施成本較低的優點；不需要專人看守，降低了人工成本，而且可以實時監測降水量，為地質災害監測分析提供多元數據，提高預測精度，能有效避免及降低地質災害給人民群眾帶來的人身及財產損失；另外，該地質災害監測系統還可以實現對預警信息進行自動發布，由此對可能引發的地質災害實現自動、實時預報預警的目的。
上面對本專利的較佳實施方式作了詳細說明，但是本專利並不限於上述實施方式，在本領域的普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下做出各種變化。