一种基于三峡库区滑坡位移监测的智能传感器

1.本实用新型涉及滑坡位移监测用数据采集和存储设备，具体是指一种基于三峡库区滑坡位移监测的智能传感器。


背景技术：

2.我国是一个滑坡灾害频繁的多山国家，以西南地区为首，几乎占到了全国的一半以上。三峡库区作为西南地区的显著地标，由于地质构造和岩性的较为特殊的影响，成为滑坡灾害的频发区，且具有滑坡灾害规模大、密度高、危害高的特点，给当地人民的生产生活带来了严重危害，直接经济损失无法估量。随着三峡大坝工程、移民工程的顺利实施，库区水位发生了明显变化，进而加重了库区滑坡危害对当地人民生产生活的影响。因此，采用低成本、测量精度高的技术手段对滑坡灾害的监测并进行实时预警预报具有重要的研究意义。
3.目前，国内外滑坡监测主要的先进技术手段包括位移变形监测、地下水动态监测、气象监测、岩体应力监测、时域发射监测、合成孔径雷达和卫星遥感监测以及分布式光纤传感技术等。而这些监测手段往往技术要求高或成本高昂，很难实现群测群防。一种基于压电声发射技术对滑坡进行监测的新型压电智能传感器是实现滑坡位移监测群测群防的关键技术，尽管该类型传感器有科研人员对其进行研究和设计，但这些传感器功能单一，无法实现智能监测，复杂环境难以实现数据交互传输。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是，针对以上问题提供一种基于三峡库区滑坡位移监测的智能传感器。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：一种基于三峡库区滑坡位移监测的智能传感器，包括压电智能传感器元件模块、调节信号放大电路模块、模数转换电路模块、红外通信控制模块、网络通信控制模块、微处理控制器模块和数据存储模块，其特征在于：所述的压电智能传感器元件模块采用的是基于钛酸钡基设计压电智能传感器，同时压电智能传感器元件模块内采用的是钛酸钡基压电智能陶瓷为核心，其中的微处理控制器模块采用mcu设计，同时焊接于pcb线路板上，所述的红外通信控制模块内包括红外信道的调制解器，且通过焊接固定，与微处理控制器模块之间设有串行的信息连接通道，所述的网络通信控制模块包括有太网控制器和与以太网控制器相连的rj45网络接口，网络通信控制模块通过rj45网络接口与外部设备连接进行数据采集的发送。
6.本实用新型与现有技术相比的优点在于：在实际使用的过程中，只需要本实用新型提供的压电智能传感器埋入相应的滑坡点，接入网络实现远程控制，可实时查询传感器获取的存储数据，基于优化的神经网络智能算法软件对数据进行分析处理，可做出是否滑坡的预判，内置的红外发射器，可实现短程无线控制。
7.作为改进，所述的压电智能传感器元件模块预埋在库区中若干个滑坡监测点内。
8.作为改进，所述的调节信号放大电路模块、模数转换电路模块选用的是集成模块，通过焊接固定设于pcb线路板上，其中的调节信号放大电路模块集成设有集成运算放大器、双向稳压管、1/4w的金属薄膜电阻、瓷片电容。
9.作为改进，所述的调节信号放大电路模块、模数转换电路模块、红外通信控制模块、网络通信控制模块和数据存储模块均集成设于pcb线路板上。
10.作为改进，所述的网络通信控制模块内的以太网控制器焊接固定设于pcb线路板的一端。
11.作为改进，所述微处理控制器是以mcu为核心的微机以及微处理系统。
12.作为改进，所述微处理控制器内集成了优化的神经网络智能算法处理软件，可用于实时分析处理获取的数据。
附图说明
13.图1是一种基于三峡库区滑坡位移监测的智能传感器的的构造框图。
14.图2是一种基于三峡库区滑坡位移监测的智能传感器的改进增加数据采集模块的构造框图。
15.图3是一种基于三峡库区滑坡位移监测的智能传感器的改进增加电源模块的构造框图。
16.图4是一种基于三峡库区滑坡位移监测的智能传感器的改进增加传感器个数的构造框图。
具体实施方式
17.下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。
18.本实用新型在具体实施时，一种基于三峡库区滑坡位移监测的智能传感器，包括压电智能传感器元件模块、调节信号放大电路模块、模数转换电路模块、红外通信控制模块、网络通信控制模块、微处理控制器模块和数据存储模块，其特征在于：所述的压电智能传感器元件模块采用的是基于钛酸钡基设计压电智能传感器，同时压电智能传感器元件模块内采用的是钛酸钡基压电智能陶瓷为核心，其中的微处理控制器模块采用mcu设计，同时焊接于pcb线路板上，所述的红外通信控制模块内包括红外信道的调制解器，且通过焊接固定，与微处理控制器模块之间设有串行的信息连接通道，所述的网络通信控制模块包括有太网控制器和与以太网控制器相连的rj45网络接口，网络通信控制模块通过rj45网络接口与外部设备连接进行数据采集的发送。
19.所述的压电智能传感器元件模块预埋在库区中若干个滑坡监测点内。
20.所述的调节信号放大电路模块、模数转换电路模块选用的是集成模块，通过焊接固定设于pcb线路板上，其中的调节信号放大电路模块集成设有集成运算放大器、双向稳压管、1/4w的金属薄膜电阻、瓷片电容。
21.所述的调节信号放大电路模块、模数转换电路模块、红外通信控制模块、网络通信控制模块和数据存储模块均集成设于pcb线路板上。
22.所述的网络通信控制模块内的以太网控制器焊接固定设于pcb线路板的一端。
23.所述微处理控制器是以mcu为核心的微机以及微处理系统。
24.所述微处理控制器内集成了优化的神经网络智能算法处理软件，可用于实时分析处理获取的数据。
25.本实用新型的工作原理：如图1提供了一种三峡库区滑坡位移监测用钛酸钡基压电智能传感器，包括压电智能传感器单元、信号处理放大模块、模数转换模块、红外通信控制模块、网络通信控制模块、微处理控制器以及存储模块，微处理控制器连接上述所有模块，网络通信控制模块与外部设备连接进行数据采集的发送。
26.该传感器可实现与外部设备连接，并远程控制智能传感器，在红外发射器的作用下，实现近距离遥控。
27.具体实施例2
28.如图2所示，与实施例1不同的是，本实施例中增加了数据采集模块，该模块可实现对数据的采集，便于采用优化的神经网络算法进行处理，进而进行灾害预警预报。
29.具体实施例3
30.如图3所示，与实施例2不同的是，本实施例中增加了电源模块，该模块可为三峡库区滑坡位移监测用钛酸钡基压电智能传感器提供合适的电源。
31.具体实施例4
32.如图4所示，如实施例3不同的是，本实施例中增加了多个压电智能传感器单元模块，可实现不同传感器之间的组合，进而同时探测多个方向的滑坡位移数据。同时，将压电智能传感器改变为温/湿度传感器、亮度传感器、运动传感器、气体传感器等传感器，可用于温/湿度、亮度、气体等的探测。
33.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具本的限定。
34.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
36.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。
37.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。