地质灾害预警联动系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种预警系统，具体涉及一种地质灾害预警联动系统。
【背景技术】
[0002]目前，在地质灾害监测行业所采用的监测系统包括多个采样点和监测服务器；多个采样点布置于监测区域，每个采样点用于独立采集一类地质灾害参数，例如，通过雨量传感器采集雨量信息，通过激光泥位传感器采集泥位信息，并将采集得到的地质灾害参数上传给监测服务器；监测服务器独立分析每个采样点上传的地质灾害参数是否异常，如果异常，则报警。
[0003]上述监测系统存在的主要问题为:采样点的采样频率与采样点能耗直接相关，如果采样频率较高，能够获得精细的采样参数，提高监测效率，但会导致采样点能耗过高；而如果采样频率较低，虽然能够降低采样点能耗，延长采样监控时间，但会降低监测效率；此夕卜，每个采样点都是独立采集参数独立上传采样参数，缺乏相关数据之间的关联性，对地质灾害监测预警的判据不太明显。因此，如何既能够降低采样点能耗，又能够提高监测效率，属于当前地质灾害监测领域研宄的热点问题，至今尚未见有效的解决方案。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种地质灾害预警联动系统，可有效解决上述问题。
[0005]本实用新型采用的技术方案如下:
[0006]本实用新型提供一种地质灾害预警联动系统，包括:联动调度机和多个传感器节点；其中，所述传感器节点包括两类，分别为:联动传感器节点和被同步联动传感器节点；
[0007]所述联动调度机包括主控芯片、通信电路、联动采样通道和被同步联动采样通道；所述联动采样通道用于与所述联动传感器节点连接；所述被同步联动传感器节点用于与所述被同步联动传感器节点连接；
[0008]其中，所述联动采样通道和所述被同步联动采样通道均包括滤波电路、放大电路和模数转换电路；所述滤波电路的输入端与所述传感器节点通过通信网络连接，所述滤波电路的输出端通过所述放大电路连接到所述模数转换电路的输入端，所述模数转换电路的输出端与所述主控芯片的输入端连接；所述被同步联动采样通道还包括采样控制电路，所述采样控制电路连接在所述主控芯片和所述模数转换电路之间。
[0009]优选的，所述传感器节点包括开关量地质参数采集节点和模拟量地质参数采集节点。
[0010]优选的，所述传感器节点包括地声采集节点、次声采集节点、表面位移采集节点、深部位移采集节点、雨量采集节点、地下水位采集节点和土壤含水量采集节点中的至少两种。
[0011]优选的，所述通信电路包括GPRS通信电路、Zigbee通信电路、北斗卫星通信电路和GSM通信电路中的至少一种。
[0012]优选的，所述联动调度机还包括报警器、存储器和时钟芯片；所述主控芯片分别与所述报警器、所述存储器和所述时钟芯片连接。
[0013]优选的，所述传感器节点包括传感设备和供电电源；所述传感设备和所述供电电源连接。
[0014]优选的，所述供电电源采用太阳能和锂电池混合供电系统。
[0015]本实用新型提供的地质灾害预警联动系统具有以下优点:基于权变理论开发研制，通过相关硬件器件，尤其是向联动调度机中增加了控制传感器节点采样频率的采样控制电路，从而有效解决了传感器节点能耗和采样精度之间的矛盾问题，既降低采样点能耗，又有效提高监测效率。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型提供的地质灾害预警联动系统的结构示意图；
[0017]图2为主控芯片的电路原理图。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图对本实用新型进行详细说明:
[0019]结合图1，本实用新型提供一种地质灾害预警联动系统，包括:联动调度机和多个传感器节点；其中，传感器节点安装于现场监测站，用于采集各种类型的地质监测数据，按采样数据类型，可分为开关量地质参数采集节点和模拟量地质参数采集节点。具体的，传感器节点包括地声采集节点、次声采集节点、表面位移采集节点、深部位移采集节点、雨量采集节点、地下水位采集节点和土壤含水量采集节点中的至少两种。根据联动功能划分，传感器节点包括两类，分别为:联动传感器节点和被同步联动传感器节点。
[0020]联动调度机包括主控芯片、通信电路、联动采样通道和被同步联动采样通道；联动采样通道用于与联动传感器节点连接；被同步联动传感器节点用于与被同步联动传感器节点连接；
[0021]其中，联动采样通道和被同步联动采样通道均包括滤波电路、放大电路和模数转换电路；滤波电路的输入端与传感器节点通过通信网络连接，滤波电路的输出端通过放大电路连接到模数转换电路的输入端，模数转换电路的输出端与主控芯片的输入端连接；被同步联动采样通道还包括采样控制电路，采样控制电路连接在主控芯片和模数转换电路之间。
[0022]本实用新型中，根据实际监控需求，灵活设置联动传感器节点和被同步联动传感器节点，并且，联动传感器节点和被同步联动传感器节点的数量均可以为一个或多个。例如，联动传感器节点配置为雨量采集节点，被同步联动传感器节点配置为土壤含水率采集节点和激光泥位采集节点；则:在正常情况下，雨量采集节点、土壤含水率采集节点和激光泥位采集节点均各自按设定频率向联动调度机发送采样数据；当雨量采集节点采集到的雨量达到设定阈值后，联动调度机的主控芯片通过采样控制电路控制模数转换电路，使土壤含水率采集节点和激光泥位采集节点以高采样频率进行加密采样；当雨量采集节点采集到的雨量恢复正常时，主控芯片再通过采样控制电路控制土壤含水率采集节点和激光泥位采集节点以正常采样频率进行采样。也就是说，本实用新型的核心思想为:由于同一监控区域的地质参数之间存在较大的关联性，因此，当某一地质参数异常时，表明该监控区域发生地质灾害的可能性较高，所以，只有在这种情况下，才会联动其他相关的传感器进行加密采样，提高监测效率；否则，监控区域的所有传感器只按正常采样频率采样，降低传感器节点能耗，延长监控时间。
[0023]实际应用中，主控芯片采用嵌入式技术实现地质灾害多参数采集，如图2所示，为主控芯片的电路原理图，包括:RS232/485接口、GPRS或GSM通信装置、GPS或北斗定位装置、存储器、时钟芯片、扩展接口等，解决了能耗和体积对传感节点的限制。由于设备需要有较强的稳定性和实时性，主控芯片选用基于ARM Cortex-M3的STM32F103Rx嵌入式处理器做主芯片，该器件具有64引脚，64kB内部Flash，20kB的内部SRAM，器件内部包含:3个通用(??Μ2、??Μ3、TIM4)，I 个专用(??Μ1)，2 个(SPI1、SPI2)，2 个(I2C1、I2C2)，3 个(USART1、USART2、USART3)，I 个(USB 2.0 全速)，I 个(CAN BUS 全速 2.0B 主动)，51 个 GP1，2 个(16通道ADC)，CPU频率72MHz，等