一种降雨诱发滑坡灾害监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种降雨诱发滑坡灾害监测系统，包括：监测仪器模块，监测仪器模块上连接有无线监测设备模块，监测仪器模块和无线监测设备模块上均连接有供电模块，无线监测设备模块上连接有数据接收模块，其中，监测仪器模块包括体积含水量监测仪、表面位移计，以及雨量监测仪。通过实时监测滑坡表面位移、降雨强度以及滑坡不同深度含水量，能够综合的客观评价滑坡的临界降雨阈值以及演变过程，为滑坡的预警和防治提供可靠的资料和科学依据，同时本实用新型操作简单，成本低廉，易于推广。
【专利说明】一种降雨诱发滑坡灾害监测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及无线传输、数据采集和数据监控领域，尤其涉及一种降雨诱发滑坡灾害监测系统。
【背景技术】
[0002]随着经济的发展，科技的进步，各行各业对监测设备的要求也越来越高，以前的有限传输技术已经发展成熟、运行稳定，适合环境条件相对较好、距离较近的监控，但是对于某些领域的监测，如森林、山地、河流等，尤其是山区滑坡监测预警方面，滑坡灾害所处地质环境往往比较恶劣、地理位置比较偏僻、人烟稀少，监测地点距离科研人员工作地点较远，并且此时远距离给有限传输的布线工程带来了极大的不便，甚至是鞭长莫及，同时采用有限传输的施工周期将会很长，价格昂贵；而今无线技术的日益成熟，GPRS的快速发展，单片机的智能运用，为我们提供了多种多样的监控手段，采用无线技术对一些无人看守的工地、重要的仓库、环境恶劣的山区进行监控，不仅可以摆脱线缆的束缚，同时安装周期短、维护也方便、扩容能力强，为我们及时了解所需要的信息提供了极大的方便，通过无线技术不仅实现了远程监控，同时节省了费用，相比传统的有限传输收到有限传输介质的限制，无线技术的功耗也普遍较低，是国家深化落实科学发展观的必经之路。
[0003]无线网络现在广泛运用于安全监控、工业监控、家庭监控等领域，但是在地质灾害预测方面还没有得到人们的普遍认可，尤其是滑坡监测预警方面，本实用新型基于GPRS无线网络和单片机，组装出一种可以同时实时监测滑坡表面位移、降雨强度以及滑坡不同深度含水量的装置，本系统占地空间小，减少了地质条件的影响，同时本实用新型利用太阳能供电，有效的做到了可再生能源的利用，利于国家可持续发展。
实用新型内容
[0004]针对上述缺陷或不足，本实用新型的目的在于提供一种降雨诱发滑坡灾害监测系统，能够时监测滑坡表面位移、降雨强度以及滑坡不同深度含水量。
[0005]为达到以上目的，本实用新型的技术方案为:
[0006]包括:监测仪器模块，监测仪器模块上连接有无线监测设备模块，监测仪器模块和无线监测设备模块上均连接有供电模块，无线监测设备模块上连接有数据接收模块，其中，监测仪器模块包括体积含水量监测仪、表面位移计，以及雨量监测仪。
[0007]所述无线传输模块包括单片机以及GPRS设备，单片机的输入端与监测仪器模块相连接，单片机的输出端与GPRS设备相连接，GPRS设备通过GPRS网络与数据接收模块进行数据传输。
[0008]所述数据接收模块包括远程数据接收中心。
[0009]所述供电模块包括太阳能板、稳压装置，以及蓄电池，蓄电池上连接有第一电压转换装置、第二电压转换装置，以及表面位移计，第一电压转换装置上连接有第一内电源，第一内电源与无线传输模块以及体积含水量监测仪相连接；第二电压转换装置上连接有第二内电源，第二内电源与单片机相连接。
[0010]与现有技术比较，本实用新型的有益效果为:
[0011]本实用新型提供了一种降雨诱发滑坡灾害监测系统，通过实时监测滑坡表面位移、降雨强度以及滑坡不同深度含水量，能够综合的客观评价滑坡的临界降雨阈值以及演变过程，为滑坡的预警和防治提供可靠的资料和科学依据，同时本实用新型操作简单，成本低廉，易于推广，为解释和预测地质灾害提供科学依据，为解释和预测地质灾害提供科学依据，为地质灾害的防治设计和施工提供可靠的资料，本实用新型由于采用无线技术对一些环境恶劣的山区进行监控，不仅可以摆脱线缆的束缚，同时安装周期短、维护也方便、扩容能力强，为我们及时了解所需要的信息提供了极大的方便。
[0012]进一步的，本实用新型的供电模块采用太阳能板以及蓄电池连用，当遇到天气情况特别槽糕、太阳能板无法采集太阳能的情况，蓄电池可以提供连续稳定监测的电量，所以此系统可以长时间的稳定监测。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型降雨诱发滑坡灾害监测系统的结构框图一；
[0014]图2是本实用新型降雨诱发滑坡灾害监测系统的结构框图二 ；
[0015]图3是本实用新型的单片机的结构示意图；
[0016]图4是本实用新型的GPRS设备的结构示意图；
[0017]图5是本实用新型的航空插头的接口结构示意图。
[0018]图中，I为供电模块，2为无线传输模块，3为数据采集模块，4为数据接收模块，5为太阳能板，6为蓄电池，7为第一电压转换装置，8为第二电压转换装置，9为第一内电源，10第二内电源，11为体积含水量监测仪，12为表面位移计，13为雨量监测仪，14为GPRS设备，15为单片机，16为GPRS网络，17为远程数据接收中心，18为稳压装置，19为第一信号口，20
为第二信号口，21为第三信号口。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型做详细描述。
[0020]如图1、2所示，本实用新型提供了一种降雨诱发滑坡灾害监测系统，基于GPRS和单片机提供了一种可以同时监测滑坡表面位移、降雨强度以及滑坡不同深度含水量的多功能监测系统，该系统利用该系统利用太阳能传输距离远、灵活性强、性价比高、监测精度高；同时可以实现实时监测，更好的为滑坡的预警和防治提供服务。具体包括:监测仪器模块3，监测仪器模块3上连接有无线监测设备模块2，监测仪器模块3和无线监测设备模块2上均连接有供电模块1，无线监测设备模块2上连接有数据接收模块4，其中，监测仪器模块3包括体积含水量监测仪11、表面位移计12，以及雨量监测仪13 ;无线传输模块2包括单片机15以及GPRS设备14，单片机15的输入端与监测仪器模块3相连接，单片机15的输出端与GPRS设备14相连接，GPRS设备14通过GPRS网络16与数据接收模块4进行数据传输，数据接收模块4包括远程数据接收中心17。
[0021]本实用新型中所述供电模块I包括太阳能板5、稳压装置18，以及蓄电池6，蓄电池6上连接有第一电压转换装置7、第二电压转换装置8，以及表面位移计12，第一电压转换装置7上连接有第一内电源9，第一内电源9与无线传输模块2以及体积含水量监测仪11相连接；第二电压转换装置8上连接有第二内电源10，第二内电源10与单片机15相连接。其中，蓄电池6电压为12V，容量为100A.H，太阳能板5面积为1.2mXl.2m，第一内电源9的输入电压为12V，输出电压为2.5V，第二内电源10的输入电压为12V，输出电压为4.5V。当遇到天气情况特别槽糕、太阳能板5无法采集太阳能的情况，蓄电池6可以提供连续稳定监测的电量，所以此系统可以长时间的稳定监测。
[0022]本实用新型的工作过程为:
[0023]太阳能板5给蓄电池6充电，保证蓄电池6可以持续的输出12V的稳定电压，太阳能板5通过稳压装置为蓄电池6提供稳定的电压，蓄电池6通过电路转换装置为单片机、GPRS设备14、体积含水量监测仪11、表面位移计12，进而监测仪器的数据通过单片机第一信号口 19、第二信号口 20、第三信号口 21采集起来，然后通过GPRS设备14传输到远程数据接收中心17，这样就实现了滑坡表面位移、降雨强度以及滑坡不同深度含水量的数据远程传输，其在传输过程中，监测精度高，并且信号稳定。
[0024]本实用新型的系统连接方式为:
[0025]如图3、4所示，第二内电源10连接单片机15，单片机15的输入电压为4.5V，其中单片机15的GND接口连接第一内电源10负极，单片机15的VCC连接第一内电源10正极；
[0026]第一内电源9连接GPRS设备14，第一内电源9和GPRS设备14都有DVI线接口，二者通过DVI线相连，GPRS设备10的输入电压为2.5V ；
[0027]如图5所示，第一内电源9负极连接航空插头接口 a，第一内电源9的正极连接航空插头接口 b，输入电压2.5V，输出电压为2.5V，航空插头连接体积含水量监测仪11，体积含水量监测仪11的输入电压为2.5V ；
[0028]蓄电池6的负极连接航空插头接口 a，蓄电池6的正极连接航空插头接口 b，输入电压12V，输出电压为12V，航空插头连接表面位移计12，表面位移计12的输入电压为12V ；
[0029]如图3、5所示，体积含水量监测仪11通过航空插头的接口 c连接单片机15的第一信号接收接口 19 ;雨量监测仪13通过航空插头的接口 c连接单片机15的第二信号接收接口 20 ;表面位移计12通过航空插头的接口 c连接单片机15的第三信号接收接口 21。
[0030]如图4所示，GPRS设备14通过DVI线连接单片机15，在GPRS设备14的SM卡插入口插入SM卡，利用STC芯片烧写软件向单片机15的ISP接口烧入预编的含水量、表面位移、雨量VB程序，含水量、表面位移、雨量VB程序为现有程序。
[0031]需要说明的是:以上体积含水量监测仪U、雨量监测仪13、表面位移计12所用的航空插头为不同的插头，但航空插头的类型一样，接口编码也一样。
[0032]数据接收模块4:根据GPRS设备14的串口参数波特率、数据位、停止位和校验位，直接设置接收电脑的相关参数与之匹配，本实用新型的GPRS设备14遵守Comway协议北京天同诚业科技有限公司基于TCP/IP协议开发的通信协议，安装Comway无线串口软件ComWayWlSerial，添加新的串口映射，并命名为coml，同时添加本实用新型的GPRS设备14，然后添加已经命名好的虚拟串口，这样监测数据就会通过无线网络传输到接收机上。
[0033]监测系统工作前，需要校检GPRS设备14的连接情况，如图3所示，打开电源开关，为GPRS设备14供电，若PWR灯闪烁，说明GSM网络注册不成功，PWR灯常亮，即GPRS设备完成了 GSM网络注册，若LINK灯常亮，说明GPRS设备14已经连接到GPRS服务器，若DATA灯闪烁，GPRS设备14正在接收数据到接收机上，总之，为GPRS设备14供电以后，PffR灯常亮，LINK灯常亮，DATA灯闪烁，说明此时GPRS设备14在正常的运行，正在接收数据到接收机。
[0034]基于上述步骤，供电模块1、无线监测设备模块2、监测仪器模块3、数据接收模块4就形成，然后供电模块I连接无线监测设备模块2，供电模块I连接监测仪器模块3，监测仪器模块3连接无线监测设备模块2，无线监测设备模块2连接数据接收模块4，构成了基于GPRS和单片机的降雨诱发滑坡灾害监测系统。
[0035]利用本实用新型的降雨诱发滑坡灾害监测系统对陕西某滑坡进行了实例监测，监测时间11个月，监测数据连续性较好，并且该系统功耗很低，遇到天气情况特别槽糕、太阳能板无法采集太阳能的情况，蓄电池还是可以提供220小时的连续稳定监测的电量，所以此系统可以长时间的稳定监测，能够适应野外无人值守无电源或不用电源的地方，并且可以提供精确的、连续的监测数据。
【权利要求】
1.一种降雨诱发滑坡灾害监测系统，其特征在于，包括:监测仪器模块(3)，监测仪器模块(3 )上连接有无线监测设备模块(2 )，监测仪器模块(3 )和无线监测设备模块(2 )上均连接有供电模块(I)，无线监测设备模块(2 )上连接有数据接收模块(4 )，其中，监测仪器模块(3)包括体积含水量监测仪(11)、表面位移计(12)，以及雨量监测仪(13)。
2.根据权利要求1所述的降雨诱发滑坡灾害监测系统，其特征在于，所述无线传输模块(2)包括单片机(15)以及GPRS设备(14)，单片机(15)的输入端与监测仪器模块(3)相连接，单片机(15)的输出端与GPRS设备(14)相连接，GPRS设备(14)通过GPRS网络(16)与数据接收模块(4)进行数据传输。
3.根据权利要求1或2所述的降雨诱发滑坡灾害监测系统，其特征在于，所述数据接收模块(4)包括远程数据接收中心(17)。
4.根据权利要求1或2所述的降雨诱发滑坡灾害监测系统，其特征在于，所述供电模块(I)包括太阳能板(5)、稳压装置(18)，以及蓄电池(6)，蓄电池(6)上连接有第一电压转换装置(7)、第二电压转换装置(8)，以及表面位移计(12)，第一电压转换装置(7)上连接有第一内电源(9)，第一内电源(9)与无线传输模块(2)以及体积含水量监测仪(11)相连接；第二电压转换装置(8)上连接有第二内电源(10)，第二内电源(10)与单片机(15)相连接。
【文档编号】G01D21/02GK203811203SQ201420158906
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】庄建琦, 马鹏辉 申请人:长安大学