基於mems加速度計的低成本山體滑坡預警記錄裝置製造方法
2023-05-01 07:39:51 1
基於mems加速度計的低成本山體滑坡預警記錄裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於MEMS加速度計的低成本山體滑坡預警記錄裝置。裝置由微處理器、MEMS加速度計、文件系統管理晶片、Flash存儲晶片、無線串口收發模塊、GSM通信模塊、GPS定位模塊、設置按鍵、字符型LED提示牌、聲光報警器、鋰離子電池、太陽能電池板等組成。系統啟動後，以預設採樣率對分布於被測山坡各特徵點位的MEMS加速度傳感器進行加速度實時採集並記錄，數據經無線通信網絡回傳系統並與預設加速度閥值進行比較分析，判斷是否觸發山坡振動異常報警，報警方式分為GSM簡訊發送和LED字符提示聲光報警。本發明成本低、可靠性高、布設靈活，特別適用於山體滑坡等地質災害易發地區。
【專利說明】基於MEMS加速度計的低成本山體滑坡預警記錄裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及地質災害監測預警領域，確切地說是一種針對於山體滑坡的低成本快速監測預警裝置。
【背景技術】
[0002]我國是一個地質災害高發且涉及區域廣的國家，據不完全統計每年發生在我國境內的各種地質災害，如山體滑坡、坍塌、泥石流等達數萬起以上，對分布眾多的國家基礎設施和人民的生命、財產安全夠成了嚴重危害。目前，針對山體滑坡、坍塌、泥石流等地質災害的監測預警方式主要是通過政府國土資源部門執行，方法通常是宏觀異常觀測，如地面位移監測、深部位移監測乃至於使用科學遙感衛星對重點區域進行定位拍照加以圖像識別分析判斷。然而上述幾種主要監測方式均需要專業技術人員利用專業儀器進行實地操作，使用成本極高、且只能對特定少數重點區域進行周期性監測，無法同時做到對其他同樣存在山體滑坡等地質災害隱患的地區進行全面有效地預警監測。因此，亟需一種可廣泛應用於我國山體滑坡高發區域的低成本、高布設靈活性、高穩定性、且無人值守的小型山體滑坡監測預警系統。
【發明內容】
[0003]為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種基於MEMS加速度計的低成本山體滑坡預警記錄裝置。該裝置構建低成本、布設靈活性高、系統穩定性強、並可利用GSM網絡進行遠程控制。
[0004]本發明所採用的技術方案是:包含微處理器、MEMS加速度計、文件系統管理晶片、Flash存儲晶片、無線串口收發模塊、GSM通信模塊、GPS定位模塊、設置按鍵、字符型LED提示牌、聲光報警器、鋰離子電池、太陽能電池板、電源管理模塊，微處理器分別與MEMS加速度計、文件系統管理晶片、Flash存儲晶片、無線串口收發模塊、GSM通信模塊、GPS定位模塊、設置按鍵、字符型LED提示牌、聲光報警器、鋰離子電池、太陽能電池板、電源管理模塊相連接。系統電力由內置大容量鋰離子電池和外置太陽能電池板循環提供。系統啟動後，以預設採樣率對分布於被測山坡各特徵點位的MEMS加速度傳感器進行加速度實時採集並記錄，數據經無線通信網絡回傳系統並與預設加速度閥值進行比較分析，判斷是否觸發山坡振動異常報警，報警的方式分別是向預設指定手機終端發送報警簡訊和啟動與裝置相連接的高亮度字符型LED提示牌對邊坡附近行人、車輛發出實時聲光預警提示。同時微處理器控制GSM通信模塊循環掃描GSM網絡，自動識別並處理來自指定手機終端含控制代碼的簡訊。實現裝置運行狀態的遠程控制，裝置也可定時或運行狀態出現異常時主動向指定手機終端發送當前設備狀態參數簡訊。用戶可通過系統功能按鍵自定義增減指定的簡訊接收控制端號碼，並可對具體簡訊控制命令代碼進行自定義編碼。當裝置被取回後可通過USB連接方式與外部計算機通信並讀取歷史記錄數據。
[0005]與現有技術相比，本發明的有益效果是能有效地降低預警系統構建成本、增強設備布設靈活性、提高設備維護效率。
[0006]【具體實施方式】
為了本領域的技術人員能夠更好的地理解本發明所提供的技術方案，下面結合附圖對本發明實例進行闡述。
[0007]圖1為本發明結構框圖，實例實施中的微處理器使用MSP430F149、MEMS加速度計使用ADXL362、無線通信模塊使用433MHZ RS485無線串口收發模塊、文件系統管理晶片使用 CH376T、Flash 存儲晶片使用 K9GBG08U0A、GPS 定位模塊使用 RoyalTek REB-3571LP、GSM通信模塊使用GTM900B、太陽能電池板使用5V/10W規格、鋰離子電池使用4節18650型2500MAH規格、設置按鍵採用4鍵方式(分別為；功能選擇、確認、上翻、下翻)、字符型LED提示牌使用規格2200mm*2200mm*100mm (雙面顯示)。系統電力由內置大容量鋰離子電池和外置太陽能電池板循環提供。系統啟動後，以預設採樣率對分布於被測山坡各特徵點位的MEMS加速度傳感器進行加速度實時採集並記錄，數據經無線通信網絡回傳系統並與預設加速度閥值進行比較分析，判斷是否觸發山坡振動異常報警，報警的方式分別是向預設指定手機終端發送報警簡訊和啟動與裝置相連接的高亮度字符型LED提示牌對邊坡附近行人、車輛發出實時聲光預警提示。同時微處理器控制GSM通信模塊循環掃描GSM網絡，自動識別並處理來自指定手機終端含控制代碼的簡訊。實現裝置運行狀態的遠程控制，裝置也可定時或運行狀態出現異常時主動向指定手機終端發送當前設備狀態參數簡訊。用戶可通過系統功能按鍵自定義增減指定的簡訊接收控制端號碼，並可對具體簡訊控制命令代碼進行自定義編碼。當裝置被取回後可通過USB連接方式與外部計算機通信並讀取歷史記錄數據。
[0008]以上的所述乃是本發明的具體實施實例及所運用的技術原理。根據本公開發明的內容，凡屬利用MEMS加速度計、文件系統管理晶片、無線通信模塊、GSM通信模塊、Flash存儲晶片、GPS定位模塊、太陽能電池板為一體設計的山體滑坡預警記錄裝置都屬於侵權行為。
【權利要求】
1.基於MEMS加速度計的低成本山體滑坡預警記錄裝置，其特徵在於，包含微處理器、MEMS加速度計、文件系統管理晶片、Flash存儲晶片、無線串口收發模塊、GSM通信模塊、GPS定位模塊、設置按鍵、字符型LED提示牌、聲光報警器、鋰離子電池、太陽能電池板、電源管理模塊，微處理器分別與MEMS加速度計、文件系統管理晶片、Flash存儲晶片、無線串口收發模塊、GSM通信模塊、GPS定位模塊、設置按鍵、字符型LED提示牌、聲光報警器、鋰離子電池、太陽能電池板、電源管理模塊相連接。
2.根據權利要求1所述的基於MEMS加速度計的低成本山體滑坡預警記錄裝置，其特徵在於，裝置以預設採樣率對分布於被測山坡各特徵點位的MEMS加速度傳感器進行加速度實時採集並記錄，數據經無線通信網絡回傳系統並與預設加速度閥值進行比較分析，判斷是否觸發山坡振動異常報警。
3.根據權利要求1所述的基於MEMS加速度計的低成本山體滑坡預警記錄裝置，其特徵在於，振動異常報警方式為GSM簡訊發送方式和LED字符提聲光報警方式。
4.根據權利要求1所述的基於MEMS加速度計的低成本山體滑坡預警記錄裝置，其特徵在於，用戶可由系統功能按鍵自定義增減指定的簡訊接收端號碼或簡訊控制端號碼。
5.根據權利要求1所述的基於MEMS加速度計的低成本山體滑坡預警記錄裝置，其特徵在於，裝置可與GSM網絡建立通信，自動識別處理來自指定手機終端含控制代碼的簡訊，實現裝置運行狀態的遠程控制，也可定時或當設備運行狀態出現異常時主動向指定手機終端發送當前設備狀態參數簡訊。
6.根據權利要求1所述的基於MEMS加速度計的低成本山體滑坡預警記錄裝置，其特徵在於，裝置可通過USB連接方式與外部計算機建立通信並讀取歷史數據。
7.根據權利要求1所述的基於MEMS加速度計的低成本山體滑坡預警記錄裝置，其特徵在於，各被測點位加速度數據的傳輸方式為無線通信方式，通信協議包括RS485串口、藍牙、zigbee、wifi 等。
8.根據權利要求1所述的基於MEMS加速度計的低成本山體滑坡預警記錄裝置，其特徵在於，裝置供電由內置大容量鋰離子電池和外置太陽能電池板循環提供。
9.根據權利要求1所述的基於MEMS加速度計的低成本山體滑坡預警記錄裝置，其特徵在於，數據採樣率可設置。
10.根據權利要求1所述的基於MEMS加速度計的低成本山體滑坡預警記錄裝置，其特徵在於，裝置採集到的各點位加速度數據均可按照指定數據格式寫入FLASH存儲晶片並自動生成事件文件。
【文檔編號】G08B25/10GK103903395SQ201410118315
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月27日 優先權日:2014年3月27日
【發明者】龐曉, 龐明虎 申請人:成都微英威諾環境監控設備有限公司