一种自动化的泥石流无线监测预防预警装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种自动化的泥石流无线监测预防预警装置，尤其设及一种自动化、 低成本、系统化的泥石流无线监测预防预警装置，属于无线监测预防预警技术领域。
【背景技术】
[0002] 滑坡泥石流是山区、道路两侧、河谷两岸W及道路施工现场经常发生的地质灾害 或工程地质灾害，爆发突然，伤害力巨大，治理和预测困难，如果预测不及时，会造成巨大的 人员伤亡和物质损失。由于我国地形地貌、地质等泥石流形成的条件复杂，目前，对于泥石 流的预报还只能做到区域性和大范围，对于单沟预报还无法做到。我国地质灾害预警系统 尚不完善，很多地方预警方式主要是老百姓的群防群测的人海战术，耗费极大的人力物力， 而且信息传送效率低。国家的专业监测队伍覆盖面非常小，无法缓解由于中国泥石流范围 广，频率高带来的预警压力。
[0003] 中国泥石流虽然复杂，对于某一地域的居民来说，只要重点监测一定数量的山坡 即可保证居民安全。而由于范围小，较复杂的预警设备反而不易使用。因此，如果使用较简 单的泥石流的自动化监测、预警系统，配合老百姓群测群防，则会大量减少人力支出，提高 预警效率。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种野外监测和室内监控相结合的自动化泥 石流无线监测预防预警装置；进一步地，提供一种多重预防预警措施相结合的，预防预警效 果显著，安全性高的自动化的泥石流无线监测预防预警装置；更进一步地，提供一种设置有 预警数学模型的自动化的泥石流无线监测预防预警装置。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
[0006] 一种自动化的泥石流无线监测预防预警装置，其特征在于；包括；无线通讯连接 的野外监测装置和室内监控装置；
[0007] 所述野外监测装置包括均与无线发射模块相连的激光位移传感器、雨量计和应变 计，所述激光位移传感器包括相对设置的激光发射器和激光接收器，所述无线发射模块、雨 量计和激光接收器均设置在稳定岩体上；所述激光发射器设置于滑坡体上；所述应变计设 置于泥石流易流经的地域；
[000引所述室内监控装置包括安装在建筑物高处的天线，所述天线与无线接收模块相 连，所述无线接收模块与单片机通讯连接，所述单片机分别与声光报警模块和GSM短信模 块通讯连接，所述GSM短信模块与政府工作人员及附件居民通讯连接；所述单片机还与计 算机监控模块通讯连接。
[0009] 所述单片机内设置有预警数学模型。
[0010] 所述预警数学模型采用"灰色预测理论"，所述预警数学模型为GM(1，1)模型。
[0011] 所述激光发射器采用5V半导体激光器发射；所述激光接收器为光敏=极管。
[0012] 所述应变计为应变式冲击传感器，所述应变式冲击传感器包括应变片、钢板和信 号处理器，所述应变片贴在所述钢板上，所述应变片与信号处理器电相连，所述钢板具有弹 性，将所述钢板的一端水平砸入所述泥石流易流经的地域，当所述滑坡体滑落时冲击所述 钢板，使位于所述钢板上的应变片发生变形，变形信号经所述信号处理器处理后传入所述 室内监控装置。
[0013] 所述无线发射模块使用太阳能电池板，配合蓄电池供电。
[0014] 所述计算机监控模块通过单片机与所述无线接收模块通讯连接，通过所述计算机 监控模块实时显示滑坡体位移情况，雨量信息W及应变计所受冲击情况。
[0015] 所述泥石流易流经的地域包括山谷、睹坡或施工挖方处。
[0016] 野外监测装置用W监测野外泥石流险情并将监测信号传输到所述室内监控装置。
[0017] 室内监控装置能够接收野外监测信息，根据预定的预警数学模型对接收信号进行 处理，得出险情状况并发送给政府相关部口和附近居民。
[0018] 雨量计安装在稳定岩体上，用W监测雨量和降雨强度，连接单片机通过所述无线 模块传输数据到室内监控装置。
[0019] 激光位移传感器包括激光发射器和激光接收器，激光发射器安装在滑坡体上，采 用5V半导体激光器发射；激光接收器安装在上部稳定岩体上，采用光敏=极管接收，激光 发射器和激光接收器均与无线发射模块相连。
[0020] 稳定岩体位于滑坡体的上方。
[0021] 激光发射器的个数为至少一个。
[0022] 太阳能电池板，配合蓄电池为无线发射模块供电，保证无线发射模块的大功率信 号输出和长时间稳定工作。
[0023] 无线接收模块可W接收野外滑坡体位移、应变计冲击信号和雨量信号，按照预定 的预警数学模型经单片机处理后可W传送给其他模块。
[0024] 所述声光报警模块可声音和闪烁灯光形式发出警报，提醒值班人员及时关 注可能存在的险情，当出现紧急情况经值班人员确认后，所述GSM短信模块通过中国移动 运营商的移动通讯网络，将滑坡体泥石流险情的地点和等级发生至政府相关部口和附近居 民。
[0025] 计算机监控模块与无线接收模块相连，可W实时显示滑坡体位移情况，雨量信息 W及所述应变式冲击传感器所受冲击情况。
[0026] 所述预警数学模型采用"灰色预测理论"，预报模型为GM(1，1)模型，GM(1，1)模型 的预测步骤为：
[0027] (1)对位移子数列作一次累加生成的xW (t)
[002引 X (1) = [ (X) (0) (1)，X (0) (2)，. . .，X (0)(脚]
[0029]
【主权项】
1. 一种自动化的泥石流无线监测预防预警装置，其特征在于；包括；无线通讯连接的 野外监测装置和室内监控装置； 所述野外监测装置包括均与无线发射模块（1)相连的激光位移传感器（2 )、雨量计（3 ) 和应变计（4 )，所述激光位移传感器（2 )包括相对设置的激光发射器（5 )和激光接收器（6 )， 所述无线发射模块（1)、雨量计（3)和激光接收器（6)均设置在稳定岩体上；所述激光发射 器（5)设置于滑坡体（10)上；所述应变计（4)设置于泥石流易流经的地域； 所述室内监控装置包括安装在建筑物高处的天线，所述天线与无线接收模块相连，所 述无线接收模块与单片机通讯连接，所述单片机分别与声光报警模块和GSM短信模块通讯 连接，所述GSM短信模块与政府工作人员及附件居民通讯连接；所述单片机还与计算机监 控模块通讯连接。
2. 根据权利要求1所述的一种自动化的泥石流无线监测预防预警装置，其特征在于： 所述单片机内设置有预警数学模型。
3. 根据权利要求2所述的一种自动化的泥石流无线监测预防预警装置，其特征在于： 所述预警数学模型采用"灰色预测理论"，所述预警数学模型为GM (1，1)模型。
4. 根据权利要求1所述的一种自动化的泥石流无线监测预防预警装置，其特征在于： 所述激光发射器（5)采用5V半导体激光器发射；所述激光接收器（6)为光敏=极管。
5. 根据权利要求1所述的一种自动化的泥石流无线监测预防预警装置，其特征在于： 所述应变计（4)为应变式冲击传感器，所述应变式冲击传感器包括应变片（7)、钢板（8)和 信号处理器，所述应变片（7)贴在所述钢板（8)上，所述应变片（7)与信号处理器电相连，所 述钢板（8)具有弹性，将所述钢板（8)的一端水平砸入所述泥石流易流经的地域，当所述滑 坡体（10)滑落时冲击所述钢板（8)，使位于所述钢板（8)上的应变片（7)发生变形，变形信 号经所述信号处理器处理后传入所述室内监控装置。
6. 根据权利要求1所述的一种自动化的泥石流无线监测预防预警装置，其特征在于： 所述无线发射模块（1)使用太阳能电池板（9 )，配合蓄电池供电。
7. 根据权利要求1所述的一种自动化的泥石流无线监测预防预警装置，其特征在于： 所述计算机监控模块通过单片机与所述无线接收模块通讯连接，通过所述计算机监控模块 实时显示滑坡体（10)位移情况，雨量信息W及应变计（4)所受冲击情况。
8. 根据权利要求1所述的一种自动化的泥石流无线监测预防预警装置，其特征在于： 所述泥石流易流经的地域包括山谷、睹坡或施工挖方处。
【专利摘要】本发明公开了一种自动化的泥石流无线监测预防预警装置，其特征在于：包括：无线通讯连接的野外监测装置和室内监控装置；所述野外监测装置包括均与无线发射模块（1）相连的激光位移传感器（2）、雨量计（3）和应变计（4），所述激光位移传感器（2）包括相对设置的激光发射器（5）和激光接收器（6），所述无线发射模块（1）、雨量计（3）和激光接收器（6）均设置在稳定岩体上；所述激光发射器（5）设置于滑坡体（10）上；所述应变计（4）设置于泥石流易流经的地域。本发明提供的一种自动化的泥石流无线监测预防预警装置，野外监测和室内监控相结合，采用多重预防预警措施，预防预警效果显著，能够满足偏远山区的泥石流预警需求。
【IPC分类】G08B21-10
【公开号】CN104616440
【申请号】CN201510056686
【发明人】朱泽, 罗晓丽, 陈喜, 张志才, 顾雯, 蔡庆拟, 黄小祥, 宁亚伟, 胡涛, 郝梦茹
【申请人】河海大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年2月3日