一种滑坡便携式应急监测装置

1.本实用新型属于自然灾害中滑坡的防灾减灾技术领域，具体涉及一种滑坡便携式应急监测装置。


背景技术：

2.山体滑坡是我国常见的自然灾害之一，是指山体内部结构破坏，在重力作用下，沿着一定的软弱面或者软弱带，整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。滑坡变形的监测就是通过技术监测滑坡致灾因子的变化情况，预测山体滑坡趋势，在滑坡发生前发出预警警报，避免造成生命财产损失。
3.我国地理环境复杂、人口密度较大，滑坡灾害在河流沿岸占有很大一部分比例。滑坡灾害发生后堵江形成堰塞湖，对河流上游和下游的生命财产损失造成很大威胁。此外，滑坡灾害发生时会破坏沿岸的公路，使运输存在重大安全隐患和造成重大经济损失。从过去的人工监测到现在的自动化监测，我国的检测技术取得了一系列进展。但是对于滑坡灾害的监测，目前采集传感器设备单一、监测设备不便携。因此，如何在复杂山区的滑坡灾害发生前对各项因素进行准确监测，是滑坡灾害准确预警的关键。此外，在复杂山区环境中，传统的安装方式体积大、施工困难，不能满足在物联网时代复杂山区滑坡灾害实时监测预警和防治的需求，不便于监测和管理。因此，如何解决在复杂山区环境中监测装置的便携性和操作简易性是仍需解决的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种滑坡便携式应急监测装置，解决对山区滑坡监测不全面、设备体积大、输出功耗高和监测及时性等问题。
5.为了实现本实用新型的目的，所采用的技术方案如下：
6.一种滑坡便携式应急监测装置，包括太阳能板、锂电池、裂缝位移传感器、光学雨量传感器、倾角传感器、温湿度气压传感器、土壤含水率传感器、声光报警器和便携监测装置，其特征在于：所述光学雨量传感器和所述温湿度气压传感器安装在滑坡体的稳定位置使其能够监测到现场降雨量和空气温湿度气压；所述倾角传感器固定在滑坡体上使其能够监测到滑坡的移动角度；所述裂缝位移传感器安装在滑坡体的稳定体和移动体之间使其能够监测到滑坡的变形；所述土壤含水率传感器安装在稳定体的土壤中使其能够监测到土壤的渗水情况；所述声光报警器安装在监测现场，所述便携监测装置内部设有监测预警终端，所述监测预警终端内部设有微处理器、存储器、adc转换器、现场配置模块和通信模块，所述监测预警终端接收裂缝位移传感器、光学雨量传感器、倾角传感器、温湿度气压传感器、土壤含水率传感器的测量信息，所述太阳能板和所述锂电池与监测预警终端、裂缝位移传感器、光学雨量传感器、倾角传感器、温湿度气压传感器、土壤含水率传感器、声光报警器电性相连。
7.进一步地，所述现场配置模块为蓝牙5.0模块且连接在所述监测预警终端的串口
二上。
8.进一步地，所述通信模块为移远ec20模块且连接在所述监测预警终端的串口一上。
9.进一步地，所述微处理器为内部嵌入具有内部基准、采样保持和自动扫描功能的12位adc转换器的stm32f系列单片机。
10.又进一步地，供电方式为所述太阳能板和所述锂电池互补供电，在光照强的环境中由所述太阳能板供电，在光照弱的环境中由所述锂电池供电。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：对滑坡灾害致灾因子的感知采用多类传感器，包括裂缝位移传感器、含水率传感器、光学雨量传感器、倾角传感器和温湿度气压传感器，测量滑坡的各项致灾因子，提高了监测预警效果，且监测装置易携带和易安装，便于后期维护；监测预警终端可以实时的采集数据并对其处理分析，将处理结果大于设定的阈值时，输出报警信号，通过现场声光警笛来提醒附近居民滑坡灾害即将发生，为保护生命财产提供可靠技术保障；传输模块采用ec20模块，其体积比较小、功耗低、数据保真度高和稳定性高，数据传输成本较低，为云服务器提供实时数据；蓝牙模块可以近距离获取和配置监测预警终端；云服务器对传输过来的数据进行综合处理和保存，提供大数据分析，得到精确预警等级并对滑坡灾害作提前预警，为管理层的决策提供依据。
附图说明
12.图1为本实用新型的滑坡便携式应急监测装置安装示意图；
13.图2为本实用新型的滑坡便携式应急监测装置总体框图；
14.图3为本实用新型的滑坡便携式应急监测装置内部结构示意图；
15.图4为本实用新型的滑坡便携式应急监测装置中微处理的算法框图；
16.图5为本实用新型的滑坡便携式应急监测装置采集电路原理图i；
17.图6为本实用新型的滑坡便携式应急监测装置采集电路原理图ii；
18.图7为本实用新型的滑坡便携式应急监测装置采集电路原理图iii；
19.图8为本实用新型的滑坡便携式应急监测装置采集电路原理图iv。
20.图中：1、声光报警器，2、便携监测装置，3、温湿度气压传感器，4、光学雨量传感器，5、裂缝位移传感器，6、倾角传感器，7、含水率传感器。
具体实施方式
21.为了让本实用新型的特点能够便于理解，下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
22.实验例1：如图1至图8所示，一种滑坡便携式应急监测装置，它包括太阳能板、锂电池、声光报警器1、便携监测装置2、温湿度气压传感器3、光学雨量传感器4、裂缝位移传感器5、倾角传感器6和含水率传感器7组成；其中裂缝位移传感器5、倾角传感器6、和含水率传感器7安装与滑坡体上，光学雨量传感器4和温湿度气压传感器3安装在稳定体上，其输出连接便携监测装置2的监测预警终端；监测预警终端内部设置微处理器、存储器和控制器，其数据输出公网，实时将数据传输到云服务器。太阳能板和锂电池与监测预警终端、声光报警器1、温湿度气压传感器3、光学雨量传感器4、裂缝位移传感器5、倾角传感器6、土壤含水率传
感器7电性相连。
23.本实施例中，裂缝位移传感器5、倾角传感器6和含水率传感器7监测滑坡灾害的诱导因子，光学雨量传感器4和温湿度气压传感器3监测降雨量和周围环境情况，当监测预警终端采集到的裂缝位移传感器5的数据大于当前设置阈值时，触发倾角传感器终端、雨量传感器终端、温湿度气压传感器终端和含水率传感器终端采集当前数据并通过监测预警终端的移远ec20模块发送到云服务器，根据采集到各类传感器的数据来验证当前裂缝位移传感器终端的数据。同样，当倾角传感器终端、雨量传感器终端、温湿度气压传感器终端或含水率传感器终端大于阈值时，其余监测传感器终端联动触发采集数据，验证当前单一监测数据，为精准预警提供理论支撑，本装置是由太阳能板和锂电池互补供电，在光照强的环境中由所述太阳能板供电，在光照弱的环境中由所述锂电池供电，本装置其天线由线引出固定在盒子上。
24.便携监测装置2内的监测预警终端每分采集各类传感器数据，经过微处理器进行计算处理，当处理结果的数值大于预先设定的阈值时，立即启动报警程序，输出报警信号，现场声光报警；同时通过公网将数据传输到云服务器，云服务器对数据进行第二步计算，将结果通过手机app或客户端显示出来。采用现场报警和云服务器处理报警，做出提前预警，使得居民点人员提前撤离，可以避免人员伤亡，保护人民生命财产安全。
25.以上是实施例中所表达实用新型详细的实施方式，但是并不能因此对实用新型专利范围内形成限制，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，做出任何的简单的改进，都在该实用新型的保护范围内。