远程滑坡监控装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种远程滑坡监控装置，适用于交通线路两侧边坡的滑坡观测、预警监控，属于联合传感器装置技术领域。
【背景技术】
[0002]铁路、公路等线性工程往往通过一些山区路段，相应的可能存在易塌方、滑坡等风险隐患。尤其是在多雨地区，暴雨后引起的山洪、泥石流等更容易加剧这种风险的发生。因此在高、陡边坡，高路堑路段中需要进行滑坡监控和预警。利用目前的土壤墒情传感器，通过增加摄像头作为图像采集工具，获得预警及现场信息。
[0003]本实用新型即针对上述交通线路两侧地质灾害易发路段滑坡预警及监控的需要而设计。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种滑坡监控装置，该装置在无须人工值守情况下，能够远距离对路基边坡、路堑等地段进行滑坡预警及图像采集。
[0005]本实用新型利用墒情传感器、摄像头，数据采集与无线通讯装置组成监控系统，对铁路、公路沿线偏远、野外地区地质灾害易发路段进行滑坡远程监控及报警。
[0006]本实用新型采用以下的技术方案:
[0007]一种远程滑坡监控装置，包括土壤墒情传感器、串口摄像头、数据采集与无线传输模块、太阳能板和铅酸蓄电池、安装支架和箱体等，所述的太阳能板与铅酸蓄电池连接，所述的铅酸蓄电池分别与土壤墒情传感器、串口摄像头和数据采集与无线传输模块连接，所述的土壤墒情传感器和串口摄像头分别与数据采集与无线传输模块连接，所述的数据采集与无线传输模块和铅酸蓄电池安装在箱体中，所述的箱体、太阳能板和串口摄像头固定在安装支架上。
[0008]所述的土壤墒情传感器布置于监控的边坡、路堑等点位，所述的土壤墒情传感器为3个，布设于不同土壤深度。其余设备都分布于外部固定安装支架装置，导电和信号传输线路都集中分布于支架管道内部。
[0009]所述的串口摄像头拍摄的图像文件大小单幅不超过50kB，单次拍摄和传输的时间为约5分钟。所述的串口摄像头配置红外照射灯，可夜间拍摄。
[0010]所述的数据采集与无线传输模块为工业数据采集电气模块，及搭载RS232接口的GPRS无线传输DTU模块；可接入3路模拟量信号，保留I路监控电源电压，同时可接入4路开关量信号，带4路继电器输出开关，其中I路用于控制传感器电源。
[0011]太阳能板对蓄电池充电，蓄电池对设备供电。供电系统的特点是长期免维护，即可持续供电I?2年以上；铅酸蓄电池选用12V12Ah容量电池，其体积适合于箱体内放置并且能够满足供电-充电平衡要求。
[0012]所述的安装支架主要部分包括安装太阳能板的立杆和支持架，支架及固定法兰等，所述固定法兰的法兰孔与地脚螺栓连接。太阳能板通过支持架安装在立杆上，所述的串口摄像头通过支架安装在立杆上，放置数据采集与无线传输模块和蓄电池的箱体安装在立杆上。
[0013]本实用新型与现有技术相比具有如下优点:与一般的墒情监控装置相比，更侧重于将土壤含水率作为预警信号；与远程图像采集技术相结合进行监控，为及时判断滑坡风险提供有力条件，并且能够适应野外偏远环境条件使用，无需专门布设供电、通讯电缆，安装简单方便，易于维护。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型远程滑坡监控装置的结构示意图。
[0015]图2为本实用新型远程滑坡监控装置的工作流程图。
[0016]I 土壤墒情传感器2串口摄像头
[0017]3数据采集与无线传输模块4太阳能板
[0018]5铅酸蓄电池6安装支架
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图详细描述本实用新型的实施方案。
[0020]如图1所示，本实用新型的远程滑坡监控装置，包括土壤墒情传感器1、串口摄像头2、数据采集与无线传输模块3、太阳能板4和铅酸蓄电池5、安装支架6和箱体等，太阳能板4与铅酸蓄电池5连接，铅酸蓄电池5分别与土壤墒情传感器1、串口摄像头2和数据采集与无线传输模块3连接，土壤墒情传感器I和串口摄像头2分别与数据采集与无线传输模块3连接，数据采集与无线传输模块3和铅酸蓄电池5安装在箱体中，箱体、太阳能板4和串口摄像头2固定在安装支架6上。
[0021](I) 土壤墒情传感器:可测量土壤的含水率。本装置将于边坡、路堑等点位不同土壤深度布设3个传感器，分别可测出不同深度的土壤中的含水率。当含水率达到警戒值时，连锁启动摄像头进行拍照；
[0022]除土壤墒情传感器I布置于监控的边坡外，其余设备都分布于外部固定支架装置，导电和信号传输线路都集中分布于支管内部。
[0023](2)串口摄像头:摄像头根据使用条件、拍摄效果的要求有以下特点:拍摄的图像文件大小适中，单幅不超过50kB，便于2G网络的传输，最大限度的拓展可使用区域范围。可夜间拍摄，搭载一组红外照射灯。电耗低，单次拍摄+传输大约需要5分钟，普通的太阳能及铅酸蓄电池即能够满足环境监控的拍照频次需要。此外该摄像头适合在露天环境工作。
[0024](3)数据采集与无线传输模块:为工业级数据采集电气模块，搭载RS232接口的GPRS无线传输DTU模块，可接入3路模拟量信号，保留I路监控电源电压，同时可接入4路开关量信号，带4路继电器输出开关，其中I路用于控制传感器电源。
[0025](4)太阳能电池板和铅酸蓄电池:是整个装置的供电系统，太阳能板4对蓄电池充电，蓄电池对设备供电。供电系统的特点是长期免维护，即可持续供电I?2年以上；根据设备的电耗特点，电池选用12V12Ah容量，其体积适合于箱体内放置并且能够满足供电-充电平衡要求。
[0026](5)安装支架:主要部分包括安装太阳能板的立杆和支持架，支架及固定法兰等，其中法兰孔与地脚螺栓连接。太阳能板4通过支持架安装在立杆上，串口摄像头2通过支架安装在立杆上，放置数据采集与无线传输模块3和蓄电池的箱体安装在立杆上。
[0027]如图2所示，土壤墒情传感器I可以测量土壤含水率；串口摄像头2在土壤含水率达到警戒值时，可以远程自动启动开关，进行定点图像采集并回传；数据采集与无线传输模块3基于2G通讯网络，在偏远地区也有信号覆盖；太阳能板4和铅酸蓄电池5是传感器、摄像头、数据采集与无线传输模块3的供电部分，首先由太阳能板4为蓄电池充电，蓄电池对外供电，为便于安装，还包括安装太阳能板4的立杆和支持架，以及放置数据采集与无线传输模块3、蓄电池的箱体。
[0028]本实用新型适用范围:适用于不具备电力、通讯线路条件下偏远地区交通线路两侧地质灾害易发区域滑坡的自动监控及预警。
[0029]本实用新型主要技术参数:
[0030]墒情传感器:4?20mA输出，量程O?100%，精度3%
[0031]串口摄像头:单幅图像<50kB，波特率38400，带红外线照射
[0032]数据采集与无线传输模块:4路AI，4路DI，4路DO，RS485接口
[0033]太阳能电池板与铅酸蓄电池:2个12V12Ah电池，25W太阳能板
[0034]本装置通过摄像头表象和土壤墒情含水率变化观测，从微观和宏观变化两方面对滑坡地质灾害进行远程监控预警，可以为交通干线两侧边坡防护提供防治和管理依据。
【主权项】
1.一种远程滑坡监控装置，其特征在于:包括土壤墒情传感器、串口摄像头、数据采集与无线传输模块、太阳能板和铅酸蓄电池、安装支架和箱体，所述的太阳能板与铅酸蓄电池连接，所述的铅酸蓄电池分别与土壤墒情传感器、串口摄像头和数据采集与无线传输模块连接，所述的土壤墒情传感器和串口摄像头分别与数据采集与无线传输模块连接，所述的数据采集与无线传输模块和铅酸蓄电池安装在箱体中，所述的箱体、太阳能板和串口摄像头固定在安装支架上。
2.根据权利要求1所述的远程滑坡监控装置，其特征在于:所述的土壤墒情传感器布置于边坡或路堑。
3.根据权利要求2所述的远程滑坡监控装置，其特征在于:所述的土壤墒情传感器为3个，分别布设于不同土壤深度。
4.根据权利要求1所述的远程滑坡监控装置，其特征在于:所述的串口摄像头拍摄的图像文件大小单幅不超过50kB，单次拍摄和传输的时间为5分钟；所述的串口摄像头配置红外照射灯。
5.根据权利要求1所述的远程滑坡监控装置，其特征在于:所述的数据采集与无线传输模块为工业数据采集电气模块，及搭载RS232接口的GPRS无线传输DTU模块。
6.根据权利要求5所述的远程滑坡监控装置，其特征在于:所述的数据采集与无线传输模块接入3路模拟量信号，保留I路监控电源电压，同时接入4路开关量信号，带4路继电器输出开关，其中I路用于控制传感器电源。
7.根据权利要求1所述的远程滑坡监控装置，其特征在于:所述的铅酸蓄电池为12V12Ah容量电池。
8.根据权利要求1所述的远程滑坡监控装置，其特征在于:所述的安装支架包括立杆、支持架、支架和固定法兰，所述固定法兰的法兰孔与地脚螺栓连接。
9.根据权利要求8所述的远程滑坡监控装置，其特征在于:所述的太阳能板通过支持架安装在立杆上，所述的串口摄像头通过支架安装在立杆上，所述的箱体安装在立杆上。
【专利摘要】本实用新型涉及一种远程滑坡监控装置，属于联合传感器装置技术领域。该装置包括土壤墒情传感器、串口摄像头、数据采集与无线传输模块、太阳能板和铅酸蓄电池、安装支架和箱体，太阳能板与铅酸蓄电池连接，铅酸蓄电池分别与土壤墒情传感器、串口摄像头和数据采集与无线传输模块连接，土壤墒情传感器和串口摄像头分别与数据采集与无线传输模块连接，数据采集与无线传输模块和铅酸蓄电池安装在箱体中，箱体、太阳能板和串口摄像头固定在安装支架上。本装置通过摄像头表象和土壤墒情含水率变化观测，从微观和宏观变化两方面对滑坡地质灾害进行远程监控预警，可以为交通干线两侧边坡防护提供防治和管理依据。
【IPC分类】G05B19-04
【公开号】CN204462703
【申请号】CN201520169618
【发明人】孙剑, 吴剑华, 王祺, 程驰, 张洁瑜, 黄录峰, 李德良
【申请人】中国铁道科学研究院, 中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月24日