一种滑坡检测装置的制作方法

[0001]
本实用新型属于滑坡检测技术领域，具体涉及一种滑坡检测装置。


背景技术：

[0002]
滑坡是地质灾害最严重的类型之一，对居住在山区的人们的生命和财产造成严重的威胁，破坏公路造成交通瘫痪，破坏沿线的石油天然气管道造成重大的经济损失和环境破坏，库区滑坡会造成水位变化，严重影响大坝安全。滑坡的危害是巨大的，因此，滑坡监测具有重要的社会意义和经济意义。如何利用先进的技术手段快速有效地获取土层滑坡的环境参数，实现滑坡地层状态自动实时的监测，并对滑坡做出及时预警和趋势分析，是滑坡防治的前提和保障。
[0003]
现有的滑坡监测技术方案主要有基于钢索拉升的边坡地滑设备、基于精确全球定位系统的位移监测、基于角度倾斜的固定式倾斜监测，这些设备均能通过传感器收集的数据，对监测点地层状态进行数据收集，便于中心根据状态变化来进行数据分析。但却存在以下问题：
[0004]
因为存在设备供电(多数是太阳能供电)和力学设施(拉伸钢丝和应力设施等)支持，设备体积较大，安装较复杂，需使用较多人力和工时安装；而且功耗高，不利于敷设和大规模应用。


技术实现要素：

[0005]
为了解决现有技术存在的设备体积较大、安装复杂费时费力、功耗高的问题，本实用新型提供了一种滑坡检测装置，其具有体积更小、便于操作、功耗更低等特点。
[0006]
本实用新型所采用的技术方案为：
[0007]
一种滑坡检测装置，包括：保护壳体和主控板；
[0008]
所述保护壳体呈筒形，用于插入待测区域的土层中；
[0009]
所述主控板内置于所述保护壳体中；
[0010]
所述主控板上设有nb-iot通信模块、主控器和mems传感器；
[0011]
所述mems传感器用于采集滑坡的状态数据，所述状态数据至少包括滑坡的角度、位移和温度；
[0012]
所述主控器用于将所述状态数据通过所述nb-iot通信模块发送至监控终端进行监测。
[0013]
进一步地，所述保护壳体包括至少一个圆柱形杆体，所述主控板设置在所述圆柱形杆体的一端并由保护盖进行密封。
[0014]
进一步地，所述保护壳体由至少两个所述圆柱形杆体拼接而成，每个所述圆柱形杆体的两端均沿与所述圆柱形杆体的中心轴垂直的方向延伸形成固定部，所述固定部设有至少两个对称的固定孔，固定杆穿过所述固定孔将所述圆柱形杆体串接在一起，所述主控板设置在一端的所述圆柱形杆体的内部并由所述保护盖密封。
[0015]
进一步地，所述主控板上还设有供电电路，所述供电电路和供电电池连接用于为所述主控板提供所需电源。
[0016]
进一步地，所述主控板上还设有电压检测电路，所述电压检测电路的输入端和所述供电电池连接，所述电压检测电路的输出端和所述主控器连接用于所述供电电池的电压监测。
[0017]
进一步地，所述主控板上还设有gps模块用于定位。
[0018]
进一步地，所述主控板上还设有电源管理电路，用于所述gps模块的供电管理。
[0019]
进一步地，所述nb-iot模块为bc20无线通信模块。
[0020]
进一步地，所述mems传感器为adxl362bccz加速度计。
[0021]
进一步地，所述供电电池为可充电电池组。
[0022]
本实用新型的有益效果为：通过采用mems传感器，在主控器上完成对角度、位移、温度的数据采集，并通过nb-iot通信模块为后台提供多维数据，相较于其它滑坡监测设备具有更低的功耗，有效减少设备体积，降低安装难度；可以在相同的应用场景下布放更多的设备，获取不同点位的大量数据，便于后台进行大数据的分析，实现长时间无人值守的工作模式，减少人工工作强度。
附图说明
[0023]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]
图1是根据一示例性实施例提供的滑坡检测装置的主控板的原理图；
[0025]
图2是根据一示例性实施例提供的保护壳体的结构图；
[0026]
图3是根据一示例性实施例提供的保护壳体的另一结构图；
[0027]
图4是根据一示例性实施例提供的主控板的另一原理图；
[0028]
图5是根据一示例性实施例提供的主控器的电路图；
[0029]
图6是根据一示例性实施例提供的nb-iot通信模块的电路图；
[0030]
图7是根据一示例性实施例提供的供电电路的电路图；
[0031]
图8是根据一示例性实施例提供的电压检测电路的电路图；
[0032]
图9是根据一示例性实施例提供的电源管理电路的电路图；
[0033]
图10是根据一示例性实施例提供的mems传感器的电路图。
[0034]
图中1-圆柱形杆体；2-主控板；3-固定部；4-固定孔；5-固定杆；6-保护盖。
具体实施方式
[0035]
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
[0036]
参照图1至图3所示，本实用新型的实施例提供了一种滑坡检测装置，包括：保护壳
体和主控板；
[0037]
保护壳体呈筒形，用于插入待测区域的土层中；
[0038]
主控板内置于所述保护壳体中；
[0039]
主控板上设有nb-iot通信模块、主控器和mems传感器；
[0040]
mems传感器用于采集滑坡的状态数据，状态数据至少包括滑坡的角度、位移和温度；
[0041]
主控器用于将状态数据通过nb-iot通信模块发送至监控终端进行监测。
[0042]
具体的，圆筒形的保护壳体可竖直插入待测区域内土层中，可根据实际的需要调整插入的深度，从而将装置进行固定，在固定完成后mems传感器会对装置的角度、位移、温度的数据采集，并通过nb-iot通信模块与功耗更低的物联网相连接进行数据的传输，同时mems传感器具有更低的功耗也进一步减小了装置的功耗为平台提供多维数据，从而在减小设备体积的同时减小了功耗，在采用电池进行供电时，可具备1-3年的免维护工作寿命，实现长时间无人值守的工作模式，减少工作强度。mems传感器精度高，功耗低。后台可根据传感器采集数据的状态变化，通过平台对于数据解算与分析，清楚的了解设备埋设点一定深度土层的状态及变化情况，并根据变化过程建立土层状态曲线，例如根据土层的温度变化、各段倾斜度变化，描绘土层在不同时间段的关于温度、位移的变化曲线，进而分析出该地点的土层未来变化趋势。
[0043]
作为上述实施例可行的实现方式参照图2和图3所示，保护壳体包括至少一个圆柱形杆体1，主控板2设置在圆柱形杆体1的一端并由保护盖6进行密封。
[0044]
在具体实施过程中保护壳体可根据监测深度的需要由多个圆柱形杆体1拼接而成，拼接的数量可根据实际的使用情况而定，每个圆柱形杆体1的两端均沿与圆柱形杆体的中心轴垂直的方向延伸形成固定部3，固定部3设有至少两个对称的固定孔4，固定杆5穿过固定孔4将圆柱形杆体1串接在一起，主控板2设置在一端的圆柱形杆体的内部并由保护盖6密封。
[0045]
这样由多个圆柱形杆体1形成的保护壳体，可根据使用的需要灵活的进行拼接，可由强度更高且质量更轻的玻璃纤维制成保护壳体，从而使装置的低廉的价格，可以大量的进行多点埋设，能够收集海量的地层数据，便于多维度分析与展现此土层变化状况与趋势。
[0046]
为进一步优化该技术方案，参照图4所示在本实用新型的一些具体实施例中，主控板上还设有供电电路，供电电路和供电电池连接用于为主控板提供所需电源；
[0047]
电压检测电路，电压检测电路的输入端和供电电池连接，电压检测电路的输出端和主控器连接用于供电电池的电压监测；
[0048]
主控板上还设有gps模块用于定位；
[0049]
主控板上还设有电源管理电路，用于gps模块的供电管理。
[0050]
具体的，参照图5至图10所示的各组成部分的电路图，主控器采用stm32l15单片机，主要完成对于功能端传感器数据的读取、协议报文组建与发送、控制信令接收与解包、配置下发、进程管理、低功耗模式控制、电池管理、异常告警等功能，实现整个滑坡检测装置各功能部件的数据联通与工作管理。
[0051]
nb-iot通信模块为bc20无线通信模块，该bc20模块是一款高性能、低功耗、多频段、支持gnss定位功能的nb-iot无线通信模块。能最大限度地满足终端设备对小尺寸模块
产品的需求，同时有效帮助客户减小产品尺寸并优化产品成本。能够兼容远距离通信gsm/gprs/gnss模块，易于产品升级。可依靠运营商的通信网络实现和用户终端的数据的传输而不再依靠其它的网关，使数据的传输更加的及时。
[0052]
mems传感器采用adxl362bccz加速度计，通过加速度计对装置的角度、位移、温度(adxl362bccz加速度计内置有温度传感器)的数据进行采集，从而为后台的分析判断提供可靠的数据参考。
[0053]
供电电路将可充电电池组的电压转换为3.6v的直流电压供各个组成部分使用。
[0054]
同时还配有电压检测电路对可充电池的电压基于电路并联的原理对可充电电池的电压进行检测。
[0055]
再有为使设备更加的节省电力，对gps模块的供电进行了管理，因为在具体使用中并不是需要gps时刻都要进行上电工作，只需在间隔的时间内进行工作即可，因此加入了tps22917电源管理芯片为主的电源管理电路对gps模块的供电进行管理。
[0056]
本实用新型的所提供的滑坡检测装置，有效减少设备体积，降低安装难度。安装人员可以单人携带较多产品设备野外施工，安装方式仅需打孔、埋装、开启即可；通过使用高精度传感器，能精确测量埋设地点土层变化状态，通过其内嵌的温度传感器，获得位移数据与温度变化数据，多维度的数据有利于平台对地层扰动变化更加精确的测量与展现。并且价格更加的低廉，可以大量的进行多点埋设，能够收集海量的地层数据，便于多维度分析与展现此土层变化状况与趋势。可实现多年无人值守免维护，减少人工的工作强度。
[0057]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0058]
上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。
[0059]
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。