一种库区河道沿边山体形变智能监测系统的制作方法

1.本实用新型涉及监测系统技术领域，具体涉及一种库区河道沿边山体形变智能监测系统。


背景技术：

2.我国复杂的地貌决定了全国范围内已建水电站库区河道沿边山体滑坡事件时有发生。一方面是管理部门没有对库区河道沿边山体进行全方位、网格化实时监测；另一方面，管理部门在库区巡查的过程中，没有充分识别库区发生新的山体滑坡的可能。库区山体滑坡，会产生巨大的水浪，水浪的压力可能会危及大坝的安全耐久。库区山体滑坡也会截断库区河道，进而形成堰塞湖，危及大坝安全和下游居民的生产生活。因此，考虑到滑坡运动的复杂性和多样性，进一步认为很有必要对库区河道沿岸周边的坡体进行实时监测。现有的库区河道沿岸周边的坡体形变监测方法，周期长、效率低，多半是采用人工大地水准测量的方式进行，存在一定的人身安全风险。即便融入自动化系统，依然存在对物理线路依赖程度过高，数据传输的稳定性、连续性和实时性难以保证。
3.如中国专利cn111710130a，公开日2020年9月25日，一种应用于山区公路的山体滑坡应裂式监测系统，可以实现通过预埋插入应裂监测杆形成对山体的滑坡监测网，基于山体滑坡先水平开裂后竖直滑落的特点，通过山体土层开裂的拉力，将应裂检测杆的应裂部拉伸，以此作为触发条件实现对山体滑坡的预警，同时可以根据应裂部位判断山体滑坡的严重程度，方便后续针对性的准备救援抢险工作，一方面向云平台服务器发送信息供远程监测中心迅速知晓，另一方面实时发出警报提醒来往车辆。其山体滑坡监测系统存在对物理线路依赖程度高，数据传输的稳定性、连续性和实时性难以保证的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是：目前的坡体形变监测方法存在对物理线路依赖程度过高，数据传输的稳定性、连续性和实时性难以保证的技术问题。提出了一种能够对坡体形变数据的采集的高稳定和连续性提供了可靠的保障的库区河道沿边山体形变智能监测系统。
5.为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案为：一种库区河道沿边山体形变智能监测系统，包括前端实时数据采集模块、北斗卫星和5g移动通讯接收机、中段实时数据传输模块和终端实时数据监控模块，所述前端实时数据采集模块与所述中段实时数据传输模块连接，所述中段实时数据传输模块和所述终端实时数据监控模块连接，所述北斗卫星和5g移动通讯接收机分别与所述中段实时数据传输模块和所述终端实时数据监控模块连接。一种库区河道沿边山体形变智能监测系统，通过前端实时数据采集模块与中段实时数据传输模块连接，能够将前端实时数据采集模块采集到的库区河道沿边山体形变数据发送至中段实时数据传输模块；通过中段实时数据传输模块与终端实时数据监控工作站连接，能够将库区河道沿边山体形变数据通过北斗卫星和5g移动通信基站传输至终端实时数
据监控工作站即终端实时数据监控模块。库区河道沿边山体形变数据可以是库区河道沿边山体的形变数据、地层深部位移传感器、降雨量传感器、地下水位传感器等数据。与现有技术相比，本系统既可以通过中段实时数据传输模块直接将数据传输到终端实时数据监控模块，又可以通过北斗卫星和5g移动通讯接收机进行数据传输，本系统中的基于北斗卫星和5g移动通信的库区河道沿边山体的形变智能监测系统通过北斗卫星和5g移动通信可以将沿边山体形变数据加密压缩成传输包进行数据传输，能够保证形变数据实时性、连续性、稳定性、可靠性传输。
6.作为优选，所述前端实时数据采集模块包括数据采集单元和用于传输所述前端实时数据采集模块工作状态的工作状态实时报告单元，所述数据采集单元包括地表位移传感器、地层深部位移传感器、降雨量传感器、地下水位传感器、土壤含水率传感器和库水位数据传感器。数据采集单元根据环境以及需要可以包括地表位移传感器、地层深部位移传感器、降雨量传感器、地下水位传感器、土壤含水率传感器和库水位数据传感器中的一种或多种，工作状态实时报告单元将前端实时数据采集模块的工作状态实时发送至中段实时数据传输模块，中段实时数据传输模块将前端实时数据采集模块的工作状态通过北斗卫星和5g移动通信基站的组合方式传输至终端实时数据监控模块。
7.作为优选，所述终端实时数据监控模块包括数据分析处理子模块和超限警音子模块，所述数据分析处理子模块包括用于接收采集数据的数据接收单元，所述数据接收单元依次通过数据存储单元、数据分析单元和数据云上传单元与数显单元连接，所述数据存储单元与数据查询单元连接，所述数据分析单元与超限警音子模块连接，所述数据分析单元分别通过报表输出单元和图形输出单元与所述数显单元连接。数据接收单元与前端实时数据采集模块连接，接收前端实时数据采集模块发送的库区河道沿边山体形变数据，数据存储单元与数据接收单元连接，存储库区河道沿边山体形变数据，数据分析单元与数据存储单元连接，分析库区河道沿边山体形变数据，数据云上传单元与数据分析单元连接，向云存储中心上传数据分析模块输出的数据，数据分析单元通过通用格式报表输出单元和常规图形输出单元与数显单元连接，在数显屏即数显单元上显示数据分析单元输出的报表或者图形。数据分析处理子模块还包括与数据存储单元连接的数据查询单元，通过数据查询单元查询数据存储单元中的库区河道沿边山体形变数据。
8.作为优选，所述超限警音子模块包括移动端app数据推送单元、警音单元、短信发送单元和电话呼叫单元，所述移动端app数据推送单元、警音单元、短信发送单元和电话呼叫单元均与所述数据分析单元连接。移动端app数据推送单元、警音单元、短信发送单元和电话呼叫单元分别与数据分析单元连接，数据分析单元根据库区河道沿边山体形变数据的分析结果发出触发信号，触发移动端app数据推送单元、警音单元、短信发送单元和电话呼叫单元中的一种或多种启动，通过以上单元实现远程检测与报警。
9.作为优选，所述终端实时数据监控模块设有用于发送采集指令的指令传递单元，所述指令传递单元通过所述中段实时数据传输模块与所述前端实时数据采集模块连接。指令传递单元与中段实时数据传输模块连接，指令传递单元通过中段实时数据传输模块向前端实时数据采集模块发送数据采集指令。当数据采集指令无法传输到前端实时数据采集模块时，指令传递单元还可以通过北斗卫星和5g移动通讯接收机与中段实时数据传输模块连接，再次发送数据采集指令，根据前端实时数据采集模块的反馈判断指令传输出现问题的
部位。
10.作为优选，所述数据分析处理子模块设有用于对接收的采集数据进行初步分类的数据预处理单元，所述数据预处理单元分别与所述数据接收单元和数据存储单元连接。本系统可以选择是否进行预处理两种模式，当接收的沿边山体的形变数据量过多时可以先对数据进行预处理，数据接收单元将数据传输给数据预处理单元，对数据进行简单的分类处理，将预处理后的数据通过数据存储单元传输给数据分析单元，可以减轻数据分析单元的运算压力，数据接收单元可通过北斗卫星和5g移动通讯接收机、中段实时数据传输模块两种接收路径接收数据。
11.作为优选，所述终端实时数据监控模块包括数据分析处理子模块和超限警音子模块，所述数据分析处理子模块包括用于接收采集数据的数据接收单元，所述数据接收单元依次通过数据存储单元和数据分析单元与数显单元连接，所述数据存储单元与数据查询单元连接，所述数据分析单元与超限警音子模块连接，所述数据分析单元分别通过报表输出单元和图形输出单元与所述数显单元连接，所述数显单元与数据云上传单元连接。相比与数据分析单元先将数据云上传再通过报表输出单元和图形输出单元与所述数显单元连接显示数据的报表输出和图形输出，本方式先将数据分析单元输出的数据转化为报表和图形形式，经过数显单元显示查看后再将数据进行云上传，在之后进行云数据查询时直接查看报表和图形，使云数据的查询更为直观方便。
12.本实用新型的实质性效果是：通过前端实时数据采集模块与中段实时数据传输模块连接，能够将前端实时数据采集模块采集到的库区河道沿边山体形变数据发送至中段实时数据传输模块；通过中段实时数据传输模块与终端实时数据监控工作站连接，能够将库区河道沿边山体形变数据通过北斗卫星和5g移动通信基站传输至终端实时数据监控工作站即终端实时数据监控模块。库区河道沿边山体形变数据可以是库区河道沿边山体的形变数据、地层深部位移传感器、降雨量传感器、地下水位传感器等数据。本系统中的基于北斗卫星和5g移动通信的库区河道沿边山体的形变智能监测系统通过北斗卫星和5g移动通信可以将沿边山体形变数据加密压缩成传输包进行数据传输，能够保证形变数据实时性、连续性、稳定性、可靠性传输。
附图说明
13.图1为实施例一的结构示意图。
14.图2为实施例一中终端实时数据监控模块的结构示意图。
15.图3为实施例二中终端实时数据监控模块的结构示意图。
16.其中：1、前端实时数据采集模块，2、北斗卫星和5g移动通讯接收机，3、中段实时数据传输模块，4、终端实时数据监控模块，5、数据预处理单元，6、数据接收单元，7、数据存储单元，8、数据分析单元，9、数据云上传单元，10、数显单元，11、超限警音子模块，12、数据查询单元，13、报表输出单元，14、图形输出单元。
具体实施方式
17.下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步具体说明。
18.实施例一：
19.一种库区河道沿边山体形变智能监测系统，如图1所示，包括前端实时数据采集模块1、北斗卫星和5g移动通讯接收机2、中段实时数据传输模块3和终端实时数据监控模块4，前端实时数据采集模块1与中段实时数据传输模块3连接，前端实时数据采集模块1包括数据采集单元和用于传输前端实时数据采集模块1工作状态的工作状态实时报告单元，数据采集单元包括地表位移传感器、地层深部位移传感器、降雨量传感器、地下水位传感器、土壤含水率传感器和库水位数据传感器。数据采集单元根据环境以及需要可以包括地表位移传感器、地层深部位移传感器、降雨量传感器、地下水位传感器、土壤含水率传感器和库水位数据传感器中的一种或多种，工作状态实时报告单元将前端实时数据采集模块1的工作状态实时发送至中段实时数据传输模块3，中段实时数据传输模块3将前端实时数据采集模块1的工作状态通过北斗卫星和5g移动通信基站的组合方式传输至终端实时数据监控模块4。
20.中段实时数据传输模块3和终端实时数据监控模块4连接，终端实时数据监控模块4包括数据分析处理子模块和超限警音子模块11，如图2所示，数据分析处理子模块包括用于接收采集数据的数据接收单元6，数据接收单元6依次通过数据存储单元7、数据分析单元8和数据云上传单元9与数显单元10连接，数据存储单元7与数据查询单元12连接，数据分析单元8与超限警音子模块11连接，数据分析单元8分别通过报表输出单元13和图形输出单元14与数显单元10连接。数据接收单元6与前端实时数据采集模块1连接，接收前端实时数据采集模块1发送的库区河道沿边山体形变数据，数据存储单元7与数据接收单元6连接，存储库区河道沿边山体形变数据，数据分析单元8与数据存储单元7连接，分析库区河道沿边山体形变数据，数据云上传单元9与数据分析单元8连接，向云存储中心上传数据分析模块输出的数据，数据分析单元8通过通用格式报表输出单元13和常规图形输出单元14与数显单元10连接，在数显屏即数显单元10上显示数据分析单元8输出的报表或者图形。数据分析处理子模块还包括与数据存储单元7连接的数据查询单元12，通过数据查询单元12查询数据存储单元7中的库区河道沿边山体形变数据。数据分析处理子模块设有用于对接收的采集数据进行初步分类的数据预处理单元5，数据预处理单元5分别与数据接收单元6和数据存储单元7连接。本系统可以选择是否进行预处理两种模式，当接收的沿边山体的形变数据量过多时可以先对数据进行预处理，数据接收单元6将数据传输给数据预处理单元5，对数据进行简单的分类处理，将预处理后的数据通过数据存储单元7传输给数据分析单元8，可以减轻数据分析单元8的运算压力，数据接收单元6可通过北斗卫星和5g移动通讯接收机2、中段实时数据传输模块3两种接收路径接收数据。超限警音子模块11包括移动端app数据推送单元、警音单元、短信发送单元和电话呼叫单元，移动端app数据推送单元、警音单元、短信发送单元和电话呼叫单元均与数据分析单元8连接。移动端app数据推送单元、警音单元、短信发送单元和电话呼叫单元分别与数据分析单元8连接，数据分析单元8根据库区河道沿边山体形变数据的分析结果发出触发信号，触发移动端app数据推送单元、警音单元、短信发送单元和电话呼叫单元中的一种或多种启动，通过以上单元实现远程检测与报警。
21.北斗卫星和5g移动通讯接收机2分别与中段实时数据传输模块3和终端实时数据监控模块4连接。终端实时数据监控模块4设有用于发送采集指令的指令传递单元，指令传递单元通过中段实时数据传输模块3与前端实时数据采集模块1连接。指令传递单元与中段
实时数据传输模块3连接，指令传递单元通过中段实时数据传输模块3向前端实时数据采集模块1发送数据采集指令。当数据采集指令无法传输到前端实时数据采集模块1时，指令传递单元还可以通过北斗卫星和5g移动通讯接收机2与中段实时数据传输模块3连接，再次发送数据采集指令，根据前端实时数据采集模块1的反馈判断指令传输出现问题的部位。
22.本实施例通过前端实时数据采集模块1与中段实时数据传输模块3连接，能够将前端实时数据采集模块1采集到的库区河道沿边山体形变数据发送至中段实时数据传输模块3；通过中段实时数据传输模块3与终端实时数据监控工作站连接，能够将库区河道沿边山体形变数据通过北斗卫星和5g移动通信基站传输至终端实时数据监控工作站即终端实时数据监控模块4。库区河道沿边山体形变数据可以是库区河道沿边山体的形变数据、地层深部位移传感器、降雨量传感器、地下水位传感器等数据。与现有技术相比，本系统既可以通过中段实时数据传输模块3直接将数据传输到终端实时数据监控模块4，又可以通过北斗卫星和5g移动通讯接收机2进行数据传输，本系统中的基于北斗卫星和5g移动通信的库区河道沿边山体的形变智能监测系统通过北斗卫星和5g移动通信可以将沿边山体形变数据加密压缩成传输包进行数据传输，能够保证形变数据实时性、连续性、稳定性、可靠性传输。
23.实施例二：
24.本实施例与实施例一的区别在于数据分析单元8分别通过报表输出单元13和图形输出单元14与数显单元10连接，如图3所示，数显单元10与数据云上传单元9连接。相比与数据分析单元8先将数据云上传再通过报表输出单元13和图形输出单元14与数显单元10连接显示数据的报表输出和图形输出，本方式先将数据分析单元8输出的数据转化为报表和图形形式，经过数显单元10显示查看后再将数据进行云上传，在之后进行云数据查询时直接查看报表和图形，使云数据的查询更为直观方便。
25.以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。