山体监测预警/报警系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种地质灾害监测技术，特别是涉及一种山体监测预警/报警系统。
【背景技术】
[0002]山体裂缝、崩塌等山体形变地质现象通常具有较严重的危害，如改变河道、形成堰塞湖以及危及人的生命和财产安全等。
[0003]为了降低山体裂缝、崩塌等山体形变地质现象所产生的危害，通常会对山体进行监测，以便于能够尽早地对山体形变地质现象进行预警，从而通过尽早的采用相应的措施来降低危害。
[0004]目前，对山体进行监测警示的实现方式主要有如下三种:
[0005]方式一、压力监测警示技术；即在易于发生山体形变现象的山体下方设置压力传感器，通过对压力传感器采集的压力信号进行判断(如判断压力是否超过阈值等)来确定是否发生了山体形变地质现象，从而实现了山体形变地质现象的报警。
[0006]方式二、基于视频图像的监测警示技术；即利用视频设备对易于发生形变的山体进行拍摄，通过对视频设备摄取到的图像进行分析识别判断来确定是否发生了山体形变地质现象，从而实现了山体形变地质现象的报警。
[0007]方式三、基于接触式位移测量的监测警示技术；即在山体的固定端设置位移传感器，在可能发生山体形变的运动端设置挡板，位移传感器与挡板相互接触，位移传感器根据挡板使其内部的弹性元件发生的形变可以测量出运动端(如崩塌体)的位移量，通过对位移量进行判断来确定是否发生了山体形变地质现象，从而实现了山体形变地质现象的报目ο
[0008]然而，发明人在实现本发明过程中发现:
[0009]上述方式一虽然能够低成本的监测到山体形变地质现象，但是，由于压力传感器通常仅能测量出竖直方向上的压力变化，因此，在山体发生位移等情况下通常会产生漏报。另外，由于需要将压力传感器设置于山体的下方，因此，在实际野外安装操作时往往存在较大困难，尤其是在易于崩塌的山体处于高位置悬空状态时，压力传感器的安装尤为困难。
[0010]在上述方式二中，视频设备的功耗通常较大，在野外对视频设备进行长时间供电通常存在较大困难。另外，由于现实环境中的移动物体会对图像分析产生干扰，因此，该方式往往会出现将移动的非崩塌体误认为是崩塌体或者将崩塌体误认为是移动的非崩塌体的现象，从而影响了报警的准确性。还有，该方式虽然可以实现山体形变地质现象的报警，但是在山体形变地质现象的预警方面存在欠缺。
[0011]在上述方式三中，在安装位移传感器和挡板时，需要不断地调整位移传感器与挡板之间的接触力度，安装难度较高。另外，该方式由于对元器件的材质要求较高而使实现成本较高，如位移传感器内部的弹性元件的弹性系数应在压力环境下长时间保持不变，再如挡板既不能由于刚度不足而产生变形又不能由于刚度过强而易于折断。还有，由于野外环境较易使位移传感器(如内部的弹性元件)和接触挡板发生老化及腐蚀现象，从而该方式往往会存在位移测量精度不足的问题，进而对山体形变地质现象的警示准确性产生不良影响。
[0012]有鉴于现有的山体监测警示技术所需亟待解决的技术问题，发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验以及专业知识，并配合合理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种山体监测预警/报警系统，能够有效解决上述技术问题，使其更具有实用性。经过不断的研究和设计，并经过反复试作样品以及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
【发明内容】
[0013]本发明的目的在于之一，提供一种山体监测预警/报警系统，所要解决的技术问题是，不仅能够对山体形变现象进行及时准确的预警和报警，避免误报漏报现象，而且还具有安装方便、实现成本低以及野外工作性能稳定等特点，非常适于实用。
[0014]本发明的目的以及解决其技术问题可以采用以下的技术方案来实现。
[0015]依据本发明提出的一种山体监测预警/报警系统，该系统包括:稳定端底座、运动端底座、传感器模块、三块激光反射板以及现场控制设备；所述稳定端底座固定安装于山体稳定端；所述运动端底座固定安装于山体运动端；所述传感器模块固定安装于稳定端底座上，所述传感器模块包括三个激光传感器，且三个激光传感器分别沿三维坐标系的三个坐标轴方向发射激光光束；所述三块激光反射板分别固定安装于运动端底座上，且一个激光反射板对应一个激光传感器，所述三块激光反射板分别位于三个激光传感器发射的激光光束的光路上；所述激光传感器根据被激光反射板反射回来的激光光束计算激光传感器与激光反射板之间的距离，并向现场控制设备传输距离信号；所述现场控制设备与传感器模块连接，用于接收传感器模块传输来的距离信号，并根据距离信号计算山体运动端在三维坐标系中的位移，在判断出所述位移在任一方向上满足预警/报警条件时，通过其远程通讯模块向后台设备传输预警/报警信息。
[0016]本发明的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
[0017]较佳的，前述的山体监测预警/报警系统，其中所述三块激光反射板分别与三个激光传感器发射的激光的光路相垂直。
[0018]较佳的，前述的山体监测预警/报警系统，其中所述现场控制设备的远程通讯模块包括:通用分组无线业务GPRS模块以及北斗卫星传输模块中的至少一个。
[0019]较佳的，前述的山体监测预警/报警系统，其中所述现场控制设备的电源模块包括:电源控制模块、直流蓄电池、太阳能发电模块以及风力发电模块；所述电源控制模块控制直流蓄电池、太阳能发电模块以及风力发电模块中的一个或者多个为现场控制设备的负载提供电力资源，并控制太阳能发电模块和风力发电模块为直流蓄电池充电。
[0020]较佳的，前述的山体监测预警/报警系统，其中所述现场控制设备还包括:环境参数测量模块，用于采集现场控制设备所在区域的环境参数信号，并将采集到的环境参数信号传输给现场控制设备中的中央处理模块。
[0021]较佳的，前述的山体监测预警/报警系统，其中所述现场控制设备还包括:现场声光报警模块，用于根据现场控制设备中的中央处理模块的控制进行声光报警。
[0022]较佳的，前述的山体监测预警/报警系统，其中所述现场控制设备中的中央处理模块在判断出所述位移不满足预警/报警条件时，间断性的控制现场控制设备和传感器模块处于睡眠状态；所述现场控制设备中的中央处理模块在判断出所述位移不满足预警/报警条件时，控制现场控制设备和传感器模块处于实时监测状态。
[0023]较佳的，前述的山体监测预警/报警系统，其中在所述现场控制设备处于睡眠状态过程中，中央处理模块控制远程通讯模块定时发送心跳报文。
[0024]较佳的，前述的山体监测预警/报警系统，其中所述现场控制设备定时向后台设备发送当前监测数据，且所述当前监测数据包括:三个激光传感器与其对应的激光反射板之间的初始距离、三个激光传感器与其对应的激光反射板之间的当前距离、山体运动端在三维坐标系中的当前位移、山体运动端在三维坐标系中的累计位移以及当前监测时间。
[0025]较佳的，前述的山体监测预警/报警系统，其中所述当前监测数据还包括:现场控制设备当前储备电量、现场控制设备所在区域的当前环境信息以及报警标志位。
[0026]借由上述技术方案，本发明的山体监测预警/报警系统至少具有下列优点及有益效果:本发明通过在山体稳定端安装稳定端底座，并在山体运动端安装运动端底座，使传感器模块可以借助稳定端底座与山体稳定端固定形成为一体，使激光反射板与山体运动端固定形成为一体；由于稳定端底座和运动端底座可以采用螺栓等便于操作的连接方式固定安装在山体稳定端和山体运动端，且传感器模块和激光反射板可以采用焊接或者螺接等便于操作的连接方式固定安装于稳定端底座和运动端底座固定上，因此，本发明的山体监测预警/报警系统有效避免了安装操作复杂的问题，并在一定程度上消除了安装过程中的不安全因素；通过利用被激光反射板反射回来的激光光束计算激光传感器与激光反射板之间的距离，使本发明在利用非接触监测方式的基础上，可以根据该距离信号精确的计算出山体运动端由于裂缝或者崩塌等形变而在三维坐标系中的位移，这样，山体运动端在任一方向上的位移满足预警/报警条件时，本发明均能够及时准确的实现预警/报警；由于激光传感器和激光反射板均具有较强的耐老化以及耐腐蚀等特性，因此，本发明的系统可以长时间的保持较高的预警/报警精度；由此可知，本发明提供的技术方案不仅能够对山体形变现象进行及时准确的预警和报警，避免了误报以及漏报现象，而且还具