一种无线传感器网络地质灾害监测预警系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种预警系统，特别是一种地质灾害监测预警系统。
【背景技术】
[0002]目前，我国地质灾害复杂多样，灾害频繁，是世界上地质灾害最严重的国家之一。近年来，关于滑坡、泥石流类灾害的研宄是行业研宄的重点。其中单一传感器已经很广泛的运用与地质灾害监测和矿山监测，但其总体投入费用、维护费用太高；而且单传感器的预警效果不是十分理想。
【实用新型内容】
[0003]为了克服现有技术中的缺陷，解决上述技术问题，本实用新型提供一种实用经济的无线传感器网络地质灾害预警系统。
[0004]本实用新型提供一种无线传感器网络地质灾害监测预警系统，包括传感器数据采集节点、传感器数据汇聚网关以及数据处理服务器，所述传感器数据采集节点均通过无线网络与传感器数据汇聚网关相连接。
[0005]所述传感器数据采集节点包括传感器模块、数据监测模块、节点无线收发模块以及电源管理模块，所述数据监测模块包括微处理器以及储存器。
[0006]所述传感器模块包括斜率传感器、加速度传感器、温度传感器以及拓展传感器。
[0007]所述传感器数据汇聚网关包括网关无线收发模块、数据处理模块、命令解析模块、系统监控模块、网关移动通信模块以及电源管理模块。
[0008]所述数据处理服务器包括服务器移动通信模块、数据库、数据处理后台、网页可视化平台、短信推送平台及手机app平台。
[0009]本实用新型的有益效果:
[0010]本实用新型在同一个监测节点上，配置了多源传感器，实现系统的高度整合。通过硬件融合设计与测试，各传感器之间协同工作；然后利用系统配套软件进行数据分析、可视化处理，最终通过网络服务将信息发布至客户终端，从而达成监测预警的目标。本实用新型采用多跳式自组织网络，因此自愈性强，意味着数据的失效率和丢失率几乎为零。本实用新型采用内接模块、外接模块的分层设计，可在很小的系统节点盒管理数种物理量、几十个信号量。因此系统的扩展性能好，适用范围广。本实用新型利用多源数据融合技术，使监测与预警的衔接更合理、科学。提高了对于监测任务的预警预报能力、可靠性、及准确性。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型一种无线传感器网络地质灾害监测预警系统示意图。
【具体实施方式】
[0012]下文将结合附图详细描述本实用新型的实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，他们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。
[0013]如图1所示，本实用新型提供一种无线传感器网络地质灾害监测预警系统，包括传感器数据采集节点100、传感器数据汇聚网关200以及数据处理服务器300，所述传感器数据采集节点100均通过无线网络与传感器数据汇聚网关200相连接。
[0014]所述传感器数据采集节点100包括传感器模块101、数据监测模块102、节点无线收发模块103以及电源管理模块104，所述数据监测模块102包括微处理器以及储存器。
[0015]所述传感器模块101包括斜率传感器、加速度传感器、温度传感器以及拓展传感器。
[0016]所述传感器数据汇聚网关200包括网关无线收发模块201、数据处理模块202、命令解析模块203、系统监控模块204、网关移动通信模块205以及电源管理模块206。
[0017]所述数据处理服务器300包括服务器移动通信模块301、数据库302、数据处理后台303、网页可视化平台304、短信推送平台307及手机app平台308。
[0018]一种无线传感器网络地质灾害监测预警方法，包括:
[0019]传感器模块101采集数据；
[0020]数据监测模块102整合及筛选所述采集数据；
[0021]节点无线收发模块103与网关无线收发模块201通信，向传感器数据汇聚网关200传输由所述数据监测模块102上传的数据以及接收网关控制命令；
[0022]网关无线收发模块201汇集网络中所有节点的数据，以及负责与数据处理模块202、命令解析模块203以及系统监控模块204进行命令接收或传输数据；
[0023]数据处理模块202、命令解析模块203以及系统监控模块204将处理或得到的数据经网关移动通信模块205与服务器移动通信模块301的通信上传至数据库302 ;
[0024]传感器数据处理服务器300通过实时监听IP端口，接收所述网关移动通信模块205的数据，将数据储存数据库302中，并进行相关的数据预处理，同时根据需要进行命令控制操作，将命令传输给所述传感器数据汇聚网关200，并可通过所述传感器数据汇聚网关200向所述传感器数据采集节点100发出控制命令，经数据预处理后生成相应的决策和估计，若超过系统设定的预警阀值，网页可视化平台304、短信推送平台307及手机app平台308自动发布实时预警预报信号。
[0025]所述节点无线收发模块103还与其他节点进行通信，交换控制消息和收发采集数据。
[0026]所述预警阀值在系统初始状态为预设值，在系统监测过程中，所述预警阈值可由历史监测数据根据算法自动调整。
[0027]所述数据处理模块202将网关无线收发模块201接收的数据转换成网络协议发送至网关移动通信模块205 ;所述命令解析模块203可以解析网关移动通信模块205接收的来自传感器数据处理服务器300的命令，并做出对应的操作；所述系统监控模块204对传感器数据采集节点100进行监控，调整网络情况以及向服务器发送调整信息。
[0028]具体实施例
[0029]一:背景
[0030]杭州凤凰创意园坐落在转塘凤凰山脚下，其前身是转塘双流水泥厂，建于上世纪70年代已关停近10年。现在，老厂房变身成了时尚的LOFT，起名为“凤凰?创意国际园”重新得到开发和利用，引来众多企业入驻，为杭州的经济建设注入了一份新力量。但园区四面环山，地势较低，且杭州阴雨天气较多，所处山体遭到开发破坏，属于地质灾害敏感地带，对园区的环境造成着潜在的威胁。
[0031]二:系统概述
[0032]在凤凰创意园在园区存在潜在威胁的地带一共布了 6个节点，一个PM2.5传感器，一个雨量计。每个节点能够采集地表位移，加速度，倾角，温湿度等地质环境信息。
[0033]1:信息采集
[0034]信息采集指地质灾害监测数据的采集，该监测终端配备了多种传感器，可实时的对地表位移、大气压强、雨量、加速度、倾角及地表温湿度进行监测。各种智能传感器负责采集灾变体在时空域的变形信息和诱发因素信息，传感器根据灾变体所需的信息进行选择，针对创意园区的地形、地质等特点，采集终端使用的传感器主要包括:
[0035]三轴加速度传感器:对地质体进行微分辨率上动态监测，可以获取高精度的动态响应(lmm/S2) ο
[0036]温湿度传感器:监测地表温湿度的变化。
[0037]雨量计:降雨是引发地质灾害的一大主要因素，灾变点的实际降雨量是地质灾害监测预警的必备内容。雨量计表征值可以与孔隙水压、地下水位表征值建立数学相关模型。
[0038]位移传感器:位移计可以直观的监测裂缝的变化，精度