山洪泥石流灾害便携式应急监测预警设备仪器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种山洪泥石流灾害便携式应急监测预警设备仪器，从山洪泥石流灾害应急抢险需求出发，结合基于山洪泥石流形成运动过程的泥石流应急监测预警技术，传感器包括雨量传感器、土体孔隙含水传感器、振动传感器、激光传感器、位移传感器等，整个设备包括数据采集箱、中心数据汇集箱及现场应急预警箱；实践也证明以监测预警是目前泥石流防灾减灾最有效的手段。在大型自然灾害发生后救灾过程中存在着次生灾害的危险，为了保障人民群众和救灾人员的安全，使用本项目成果进行应急的监测，实现灾害预警功能。
【专利说明】山洪泥石流灾害便携式应急监测预警设备仪器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种山洪泥石流灾害便携式应急监测预警设备仪器；集成监测系统技术、通信技术和预警技术以及野外能源保障技术，发明山洪泥石流灾害便携式应急监测预警设备仪器，适用于应急条件下的山洪泥石流灾害监测预警。
【背景技术】
[0002]近年来国内特大灾害性泥石流滑坡(含山洪)频繁发生，这些大型灾害性泥石流具有规模超大(有的超出规范能够估算和评估的范围)，评估预测和防治困难，监测预警工作缺乏，灾害惨重的特点。国家出台了系列防灾减灾对策，国家中长期科技规划(2006-2020)确定:重点领域“对突发公共事件快速反应和应急处置的技术支持”和优先主题“重大灾害的监测预警技术以及综合风险分析评估技术”。所以山洪地质灾害等灾害的监测预警、评估治理等防灾减灾工作成为目前我国经济社会发展的重要工作，成为我国中长期发展的国策。
[0003]地震与极端气候控制的山洪地质灾害活动历史长，监测预警是山洪地质灾害防治的有效手段。地震和极端气候使得泥石流频繁发生，并将持续很长时间，山洪地质灾害灾害的防治具有长期性。如2008年汶川大地震及2013雅安芦山地震导致四川周边地质灾害频发，1976年地震导致九寨沟80年代初山洪地质灾害暴发；1950年察隅8.6级地震导致1950年及其以后至今的60年内，古乡沟等地区山洪地质灾害的频繁暴发；地震次生山洪地质灾害，最大规模的在5-6年内，其活动的历史可以长达数十年之久。鉴于地震泥石流面积大，潜在灾害多，工程治理需要的周期较长，需要的经费极多，基于发展中国家的经济水平，我国中央、省和地方等各级政府的财力无法实现对各种潜在泥石流灾害进行全面治理。对于大量的泥石流，特别是超大规模的泥石流，监测预警是目前最经济有效的减灾手段，特别是可以避免大量的人员伤亡。2010年8月7 — 8日舟曲特大型泥石流灾害导致1765人死亡和失踪，其原因为工程治理失效，同时缺乏有效的监测预警。与其相比，2010年8月13 —18日，四川清平文家沟等特大型泥石流暴发，泥石流携带600多万方松散固体物质威胁下游的村庄和河道，由于监测预警的有效应用，5000多人转移，死亡失踪仅12人。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于在此提供一种山洪泥石流灾害便携式应急监测预警设备仪器，从山洪泥石流灾害应急抢险需求出发，结合基于山洪泥石流形成运动过程的泥石流应急监测预警技术，传感器包括雨量传感器、土体孔隙含水传感器、振动传感器、激光传感器、位移传感器等，整个设备包括数据采集箱、中心数据汇集箱及现场应急预警箱；实践也证明以监测预警是目前泥石流防灾减灾最有效的手段。在大型自然灾害发生后救灾过程中存在着次生灾害的危险，为了保障人民群众和救灾人员的安全，使用本项目成果进行应急的监测，实现灾害预警功能。
[0005]本实用新型是这样实现的，构造一种山洪泥石流灾害便携式应急监测预警设备仪器，其特征在于:整个设备包括数据采集箱、中心数据汇集箱及现场应急预警箱；数据采集箱、中心数据汇集箱及现场应急预警箱之间采用无线传输通信。
[0006]根据本实用新型所述山洪泥石流灾害便携式应急监测预警设备仪器，其特征在于:数据采集箱具备箱体和位于箱体内的硬件部分；硬件部分主要包括MCU、时钟模块、存储模块、无线通信模块、电源模块以及与传感器连接的采集接口 ；MCU分别与时钟模块、存储模块、无线通信模块、电源模块连接，MCU通过采集接口与传感器连接。
[0007]根据本实用新型所述山洪泥石流灾害便携式应急监测预警设备仪器，其特征在于:数据采集箱的箱体结构采用不锈钢板分隔空间，一侧区域放置传感器，另一侧放置10A/12V的锂电池和无线通信模块，箱体外侧有充电接口、航空插口和天线接口。
[0008]根据本实用新型所述山洪泥石流灾害便携式应急监测预警设备仪器，其特征在于:中心数据汇集箱分成箱体和硬件部分；硬件部分包括ARM控制主板、电源管理模块、zigbee通讯模块、显示触摸屏、SD存储卡、双串口通信模块；ARM控制主板分别与电源管理模块、zigbee通讯模块、显示触摸屏、SD存储卡、双串口通信模块连接。
[0009]根据本实用新型所述山洪泥石流灾害便携式应急监测预警设备仪器，其特征在于:中心数据汇集箱箱体结构采用不锈钢板分隔空间，中间区域放置中心控制机；箱体下面加有散热孔；两边分别放置10A/12V的锂电池和无线通信模块，箱体外侧有充电接口，串口调试接口和天线接口 ；中间是7寸屏位置，下方为开关按键。
[0010]根据本实用新型所述山洪泥石流灾害便携式应急监测预警设备仪器，其特征在于:应急报警箱具备箱体和硬件部分；硬件部分主要包括分成Zigbee通信兼主控模块、电源管理模块、报警控制模块、按键消音模块；Zigbee通信兼主控模块分别与电源管理模块、报警控制模块、按键消音模块连接。
[0011]根据本实用新型所述山洪泥石流灾害便携式应急监测预警设备仪器，其特征在于:应急报警箱箱体采用不锈钢板分隔空间，一侧区域放置车载声光报警器，另一侧放置无线通信模块，箱体外侧有2个航空插口和I个天线接口。
[0012]本实用新型的优点在于:本实用新型所述的山洪泥石流灾害便携式应急监测预警设备仪器经过改进，结构设计合理，广泛用于山洪泥石流灾害便携式应急监测预警领域。本实用新型将从山洪泥石流灾害应急抢险需求出发，结合基于山洪泥石流形成运动过程的泥石流应急监测预警技术，传感器包括雨量传感器、土体孔隙含水传感器、振动传感器、激光传感器、位移传感器等，整个设备包括数据采集箱、中心数据汇集箱及现场应急预警箱；实践也证明以监测预警是目前泥石流防灾减灾最有效的手段。在大型自然灾害发生后救灾过程中存在着次生灾害的危险，为了保障人民群众和救灾人员的安全，使用本项目成果进行应急的监测，实现灾害预警功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1整体技术框图
[0014]图2采集箱硬件结构框图
[0015]图3采集箱箱体结构示意图
[0016]图4主芯片MCU电路图
[0017]图5 JTAG下载图
[0018]图6时钟模块电路图
[0019]图7为4-20MA接口电路图
[0020]图8存储模块电路图
[0021]图9为485接口电路图
[0022]图10开关量接口电路图
[0023]图11电源模块电路图
[0024]图12电源模块引脚图
[0025]图13 Zigbee模块电路图
[0026]图14中心数据汇集采集箱硬件设计框图
[0027]图15中心数据汇集采集箱箱体设计图
[0028]图16-17ARM控制主板电路图
[0029]图18电源管理模块电路图
[0030]图19触摸屏接口电路图
[0031]图20SD存储卡电路图
[0032]图21双串口通信电路图
[0033]图22报警箱硬件框设计图
[0034]图23箱体结构设计框图
[0035]图24Zigbee通信兼主控模块电路图
[0036]图25控制模块电路图
[0037]图26按键消音控制模块电路图。
【具体实施方式】
[0038]下面将结合附图1-26对本实用新型进行详细说明，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0039]本实用新型提供一种山洪泥石流灾害便携式应急监测预警设备仪器，如图1整体技术框图；整个设备包括数据采集箱10、中心数据汇集箱20及现场应急预警箱30 ;将从山洪泥石流灾害应急抢险需求出发，结合基于山洪泥石流形成运动过程的泥石流应急监测预警技术，传感器包括雨量传感器、土体孔隙含水传感器、振动传感器、激光传感器、位移传感器等，整个设备包括数据采集箱、中心数据汇集箱及现场应急预警箱(箱体内包含了通讯设备)。数据采集箱10、中心数据汇集箱20及现场应急预警箱30之间采用无线传输通信。
[0040]下面对数据采集箱10、中心数据汇集箱20及现场应急预警箱30进行详细说明:
[0041]数据采集箱10包括传感器、数据采集终端及短信无线通讯模块，是一种低功耗、多功能、适合于恶劣环境下的数据采集设备，它有强大的数据采集和数据通信能力，数据采集终端用于野外环境下对各项数据进行自动监测，具有数据采集、存储和传输功能，针对监测的参量有:雨量、泥位、激光、孔压、含水、振动等。
[0042]数据采集箱10具备箱体和位于箱体内的硬件部分；如图2所示:硬件部分主要包括MCU11、时钟模块12、存储模块13、无线通信模块14、电源模块15以及与传感器连接的采集接口 ；MCU 11分别与时钟模块12、存储模块13、无线通信模块14、电源模块15连接，MCUll通过采集接口与传感器连接。
[0043]对于数据采集箱10来讲传感器的选择为:
[0044]目前市场上用于监测以上要素的仪器设备种类很多，技术也很成熟。根据对不同生产厂家的产品的比较，选用以下仪器设备。
[0045]1、雨量传感器
[0046]承雨口内径:Φ 200mm
[0047]仪器分辨力:0.1、0.2、0.5、1.0mm
[0048]降雨强度测量范围:0.01?8mm/min
[0049]翻斗计量误差:彡±2%
[0050]输出信号方式:干簧管式接点开关通断信号
[0051]开关接点容量:DCV( 12V, I ( 120mA
[0052]工作环境温度:-10°C?+50°C
[0053]2、振动传感器
[0054]测量量程:0?100mm/s (速度值)或±100g (加速度值)
[0055]供电电压:12Vdc?30Vdc (回路供电一可直接接入控制设备信号输入口即可)
[0056]频率响应:4Hz?1000Hz (3db)
[0057]输出信号:4?20mA (最大负载500 Ω )
[0058]输出方式:两芯插座
[0059]接线:红色一4?20mA ( + );黑色一4 ?20mA (_)。
[0060]输出阻抗〈100 Ω
[0061]精度〈1.5% (全量程)
[0062]测量方向:任意方向
[0063]运行温度:-20 O?120 O
[0064]3、泥(水)位传感器
[0065]最大量程:70m
[0066]精度:土3臟/ 土 10mm
[0067]环境温度:-40-70°C
[0068]频率范围:26GHz
[0069]信号输出:RS485/RS232/TTL/4…20mA
[0070]电源:6-28VDC(4…20mA的需要24V供电)
[0071]天线结构:密封天线，防露，防凝结物
[0072]不锈钢316L喇叭
[0073]4、孔压传感器
[0074]5、含水量传感器
[0075]6、激光位移传感器
[0076]量程:0.2 米-200 米
[0077]精度:土 I毫米
[0078]输出频率:l-15Hz (取决于目标表面反射率及移动速度)
[0079]测量方式:连续测量和单次测量两种
[0080]操作方式:命令操作和自动操作(上电后自动进入连续测量状态)
[0081]激光类型:CLASS2 ；620-690nm红色可视激光；注:如户外使用，量程会缩短
[0082]防护等级:IP65防水防尘
[0083]电压:4.8V-28V (标准 12V)
[0084]数据接口:标配 RS232 和 4-20mA(RS485/0-10V/RS422/0-5V/USB/ 开关量输出可选)
[0085]工作温度:-10°C -50°C (温度范围可扩展至_40°C -70°C)
[0086]数据采集箱的设计:采集箱的主要功能为自动完成各类监测参数的采集、存贮、编码及传输、控制，并能与中心监测箱进行连接、自动完成数据传输。
[0087]硬件结构设计:不同类型传感器输出的电信号不同，采集箱必须能够采集不同类型的传感器的输出信号。同时采集箱还需要控制传感器的工作状态。采集箱硬件部分主要包括主控模块、输入接口模块、输出接口模块、电源管理模块、数据存储模块、无线传输模块；采集箱硬件结构框图如图2。
[0088]工作流程:MCU上电后，先对各个模块进行初始化，如系统时钟、串口、外围模块等，之后便启动看门狗定时器，进入休眠模式，但每隔半秒钟会唤醒喂一次狗，防止程序跑飞。
[0089]存储模块要存储的变量有定时时间、预热时间、翻斗分辨率、累积雨量三种。泥位、振动或距离的采集时间是通过定时读取时钟芯片的时间决定的，当到了时间后，便开启传感器的电源，预热1S时间后，进行AD转换或发送采集命令，进行采集。采集完成后，通过zigbee模块，将数据发送至zigbee网络，由中心机箱和预警箱负责接收，并执行相应操作。
[0090]当MCU检测到开关量(雨量)输入时，便立刻执行中断唤醒操作，编制报文，通过zigbee无线网络将雨量数值发送出去。
[0091]箱体结构设计:采用不锈钢板分隔空间，一侧区域16用于放置传感器(激光传感器、泥位计或振动传感器，根据传感器尺寸，箱体大小略有区别)，另一侧17放置10A/12V的锂电池和无线通信模块，箱体外侧有充电接口 18，航空插口 19 (连接传感器)和天线接口 20(天线平时放入机箱内，使用时打开箱体从天线槽内取出天线连接到天线接口处)。图3所示箱体结构设计图。
[0092]主芯片MCU (图4 MCU电路图):采用的MCU是TI公司的MSP430F149单片机，具有2路串口，8路AD采集口，48个1 口，完全满足采集箱的要求。系统采用的主时钟为8M晶体振荡器，由于430采用的是精简指令集，可使每个机器周期低至l/8uS，辅助时钟源为32768HZ晶振，适合用在对运算速度要求不高的场合，晶振频率越高，对应的能耗也越大。62脚与63脚之间，串联一 O欧电阻，作用是将数字地与模块地进行空间阻隔，可提高MCUAD转换的精度。
[0093]MCU采用的是JTAG下载的方式，程序通过编程器快速烧入，并且可以做跟踪调试，可减少开发人员的调试难度。(图5 JTAG下载图)。
[0094]时钟模块(图6时钟模块电路图):设计中采用了 Dallas公司的高精度时钟芯片PCF8563构成的时钟电路，用于向MSP430提供数据采集时间和整点报时信号。PCF8563具有串行接口并带有定时报警功能，采用BCD码表示实时时钟的秒、分、小时、星期、日、月和年的时间信息，并且自动对小月(少于31天的月份)和闰年的日期进行调整。设计中采用VCCl和VCC2供电，当VCCl比VCC2大0.2V(典型值)，VCCl输入作为电源；当VCCl小于VCC2, VCC2作为备用电源对PCF8563供电，以保证时钟电路正常工作。MSP430与PCF8563采用标准的三线接口方式。需要注意的是:数据端(SDl，SDO)ffj上拉电阻不可缺，同时电阻值不能过大。INTO和INTl提供两个可编程的中断报警信号，MSP430可通过PCF8563串行总线访问和设定秒、分、时、星期的报警时间。系统中采用INTO作为整点报时信号，用户唤醒MSP430。在对PCF8563读写操作过程中，每个字节的读或写操作需要16个系统时钟周期。通过CE引脚输入高电平来启动所有数据传送，前8个系统时钟周期为输入写命令，后8个系统时钟周期为输入或输出的数据。输入时，系统时钟的上升沿输人数据有效；输出时，系统时钟的下降沿输出数据有效。系统时钟振荡信号由MSP430的P3.0管脚模拟产生。
[0095]模拟量4_20mA采集接口(图7 4-20MA接口电路图):因为接入的传感器激光测距仪、振动计接口都是4-20MA的，固留有两路相应接口，在接口处并联150欧电阻，可实现IV转换。
[0096]存储模块(图8存储模块电路图):系统中数据的存储采用了低功耗大容量闪存芯片AT45DB041,3.3V供电，与单片机的P3.0、P3.1、P3.2、P3.3相连，连接方式为典型的SPI接口。
[0097]RS485传感器采集接口(图9为485接口电路图):RS485接口用于雷达泥位计的数值采集，2400波特率的情况下，有线距离可达1200米。
[0098]雨量采集接口模块(图10开关量接口电路图):如图10所示,雨量信号开I或者O信号，由RAIN脚引入，当RAIN=O时，表示雨量触发，此时Ull光藕中二极管发亮，引起三极管BC极导通，7414-2端输出为0，即低电平信号，该信号可直接由MCU的P2 口读入，做相应的存储和运算工作。
[0099]电源管理模块(图11电源模块电路图):为了响应国家节能环保的政策，我们采用太阳能浮充方式供电，额定电压为:DC12V。浮充电将充足电的蓄电池组与充电设备并列运行，是一种连续、长时间的恒电压充电方法。浮充电主要由充电设备供给恒定负荷，蓄电池平时不供电，充电设备以较小的电流来补充蓄电池的自放电，以及由于负载在短路时突然增大所引起的少量放电。
[0100]蓄电池规格:12V/65AH(南方)，12V/24AH(北方)。
[0101]由于单片机采用的是3.3V电压，所以需要用到一款名为HT7533的稳压管，特点是特点:微功耗(1.5uA);低压差(40mV);宽温度工作环境(_40— 85摄氏度)；高输入电压(24V);输出电压精确:+/_3%。其引脚如图12电源模块引脚图。
[0102]Zigbee通信(图13 Zigbee模块电路图):与MCU之间仅通过P0_2，P0_3与串口相联系，即可实现透明传输，无须额外的器件。
[0103]中心数据汇集箱:中心数据汇集箱负责接收各个采集箱发送来的数据，并对数据进行分析后根据预警阈值来确定是否报警。中心数据汇集箱以人性化的图表显示，界面友好大方，而且体积小巧，方便携带。配合预警箱的预警提示，能够很快的查明是哪一处地方有发生或即将发生泥石流危险。硬件方面采用低功耗设计，待机功耗约20mA左右，能够保持在野外无充电设施的情况下，持续工作一个星期时间不掉电。通讯选用选配的Zigbee芯片，可与预警箱、采集箱可构成小范围的蜂状网络，自动组网现场无需布线。
[0104]中心数据汇集箱20分成箱体和硬件部分；如图14所示:硬件部分包括ARM控制主板21、电源管理模块22、zigbee通讯模块23、显示触摸屏24、SD存储卡25、双串口通信模块26 ；ARM控制主板21分别与电源管理模块22、zigbee通讯模块23、显示触摸屏24、SD存储卡25、双串口通信模块26连接。
[0105]硬件结构设计:中心数据汇集箱通过Zigbee通讯模块实现对各个参数的数据采集箱的数据进行汇集，可在中心数据汇集箱软件上设置报警阈值参数，中心数据汇集箱将报警信息发送至应急报警箱。
[0106]中心数据汇集箱内部具有报警阈值以及报警数学模型，实现报警。其具备的无线通信功能，可通过无线电波将报警信息传输到报警箱中，实现声光报警，而且报警信息具备多级别参数。中心数据汇集箱还可通过GPRS通讯功将数据转发到高一级的后台，做数据处理分析等，同时RS232、RS485模块还可以扩展出北斗、卫星传输等功能，实现数据远程稳定通信。中心数据汇集采集箱硬件设计框图如图14所示。
[0107]中心数据汇集箱箱体结构设计:采用不锈钢板分隔空间，中间区域放置中心控制机(使用触控笔操作，面板下方插槽内备有2只触控笔27，其中一只作为备用)，锂电池和无线接收模块置于机柜内。箱体下面加有散热孔；两边分别放置10A/12V的锂电池和无线通信模块，箱体外侧有充电接口 29a，串口调试接口 29b (开发人员使用)和天线接口 29c (天线平时放入机箱内，使用时打开箱体从天线槽内取出天线28连接到天线接口处)。图15为数据中心机箱内部三维结构图，去掉前盖后的内部俯视图，中间是7寸屏位置，下方为开关按键。
[0108]硬件分析:分成ARM控制主板、电源管理模块、zigbee通讯模块、7寸触摸屏、SD存储卡、双串口通信模块等6类，分别予以介绍。
[0109]ARM控制主板:电路均采用集成模块，无须额外元器件；具体电路图如图16-17。
[0110]电源管理模块(图18电源管理模块电路图):
[0111]Dl:6A10的作用是防止电源反接；
[0112]C1、C2、C3、C4:对电源管理芯片两段的杂波进行高频和低频过滤；
[0113]D2:肖特基二极管做续流用；
[0114]L1:储能电感,给负载供电用。
[0115]触摸屏(7寸):采用S707寸触摸屏，其属于电阻式触摸屏，与Tiny6410兼容性良好。技术参数如下:支持黑白、4级灰度、16级灰度、256色、64K色、真彩色TFT液晶屏，尺寸从3.5寸到12.1寸，屏幕分辨率可以达到1024x768象素；标准配置为4.3”真彩IXD，分别率480x272，带触摸屏。
[0116]接口电路如下(无需其它外围器件):图19触摸屏接口电路图。
[0117]SD卡存储(图20SD存储卡电路图):与Tiny6410核心板SPI接口直连，无需额外器件，最大可支持容量32G的SD卡。
[0118]双串口通信(图21双串口通信电路图):SP3232芯片，自身带有两路串口，可分别用作北斗卫星或DTU的通信串口，与核心版之间也是串口直连的方式。
[0119]应急报警箱:报警箱主要具备数据显示和接收报警信息，并实现多级声光报警功能。无线报警箱显示中心数据汇集箱报送过来的报警数据并存储。为了保障可靠性，该报警箱每次接收到了中心数据汇集箱报警信息后都将确认，每分钟必须具备联络功能(保障报警可用)。
[0120]应急报警箱30具备箱体和硬件部分；如图22所示:硬件部分主要包括分成Zigbee通信兼主控模块31、电源管理模块32、报警控制模块33、按键消音模块34 ；Zigbee通信兼主控模块31分别与电源管理模块32、报警控制模块33、按键消音模块34连接。
[0121]硬件结构设计:报警箱硬件部分与采集箱基本相同。中心监测箱不仅可通过Zigbee无线模块接收采集箱的数据，还通过Zigbee无线模块把数据发送给无线报警箱，无线报警箱通过接收中心采集箱发送过来的数据同时进行报警判断。若某监测要素值超过预设报警值，则控制声光报警器进行报警。为了保障可靠性，该报警箱每次接收到了报警信息后都将确认，每分钟必须具备联络功能(保障报警可用)。报警箱硬件框设计图如图22。
[0122]箱体结构设计:采用不锈钢板分隔空间，一侧区域35放置车载声光报警器(使用12V车载电源供电)，另一侧36放置无线通信模块，箱体外侧有航空插口 37和充电线接口 38(分别为车载报警器供电和引入车载电源)和天线接口 39 (天线平时放入机箱内，使用时打开箱体从天线槽40内取出天线连接到天线接口处)。使用时将车载报警器从机箱中取出放置于车顶，并利用汽车电源给无线接收模块和报警器供电，当收到数据中心发来的报警信号后，即可发出声光报警信号，通知周围施工人员尽快转移。其结构如下图:
[0123]图23箱体结构设计框图
[0124]硬件分析:分成Zigbee通信兼主控模块、电源管理模块、报警控制模块、按键消音模块等4类，分别予以介绍。
[0125]Zigbee通信兼主控模块(Zigbee通信兼主控模块电路图如图24):如图24所示，GB-2530Zigbee通信模块，自身带有19个可编程1 口，可用作外围模块的读写口，其中Pl_3为控制外部设备电源接口。
[0126]报警控制模块:由三极管+继电器方式实现。其它引脚没有用到。电路如图25所示:图25控制模块电路图。
[0127]按键消音模块:由Pl_2脚进行判断，当收到触发信号-低电平时，若正在报警，会立刻停止报警。电路如图26所示:图26按键消音控制模块电路图。
[0128]野外保障系统设计:
[0129]1、供电保障:数据采集终端采用的是低功耗设计，在休眠模式下功耗能降至IMA以下，采用锂电池供电，每只箱体锂电池容量为24AH，满电量情况下满足野外I周设备的供电，同时考虑现场实际情况，所有充电接口还配备了车载充电设备，在有车辆的情况下对电池进行充电和供电。
[0130]2、防水保障:箱体外壳按照IP65防护等级设计可防水防尘。
[0131]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种山洪泥石流灾害便携式应急监测预警设备仪器，其特征在于:整个设备包括数据采集箱(10)、中心数据汇集箱(20)及现场应急预警箱(30);数据采集箱(10)、中心数据汇集箱(20)及现场应急预警箱(30)之间采用无线传输通信。
2.根据权利要求1所述山洪泥石流灾害便携式应急监测预警设备仪器，其特征在于:数据采集箱(10)具备箱体和位于箱体内的硬件部分；硬件部分主要包括MCU (11)、时钟模块(12)、存储模块(13)、无线通信模块(14)、电源模块(15)以及与传感器连接的采集接口 ；MCU (11)分别与时钟模块(12)、存储模块(13)、无线通信模块(14 )、电源模块(15 )连接，MCU(11)通过采集接口与传感器连接。
3.根据权利要求2所述山洪泥石流灾害便携式应急监测预警设备仪器，其特征在于:数据采集箱(10)的箱体结构采用不锈钢板分隔空间，一侧区域放置传感器，另一侧放置10A/12V的锂电池和无线通信模块，箱体外侧有充电接口、航空插口和天线接口。
4.根据权利要求1所述山洪泥石流灾害便携式应急监测预警设备仪器，其特征在于:中心数据汇集箱(20)分成箱体和硬件部分；硬件部分包括ARM控制主板(21)、电源管理模块(22)、zigbee通讯模块(23)、显示触摸屏(24)、SD存储卡(25)、双串口通信模块(26)；ARM控制主板(21)分别与电源管理模块(22)、zigbee通讯模块(23)、显示触摸屏(24)、SD存储卡(25)、双串口通信模块(26)连接。
5.根据权利要求4所述山洪泥石流灾害便携式应急监测预警设备仪器，其特征在于:中心数据汇集箱(20)箱体结构采用不锈钢板分隔空间，中间区域放置中心控制机；箱体下面加有散热孔；两边分别放置10A/12V的锂电池和无线通信模块，箱体外侧有充电接口，串口调试接口和天线接口 ；中间是7寸屏位置，下方为开关按键。
6.根据权利要求1所述山洪泥石流灾害便携式应急监测预警设备仪器，其特征在于:应急报警箱(30)具备箱体和硬件部分；硬件部分主要包括分成Zigbee通信兼主控模块(31)、电源管理模块(32)、报警控制模块(33)、按键消音模块(34) ；Zigbee通信兼主控模块(31)分别与电源管理模块(32)、报警控制模块(33)、按键消音模块(34)连接。
7.根据权利要求6所述山洪泥石流灾害便携式应急监测预警设备仪器，其特征在于:应急报警箱(30)箱体采用不锈钢板分隔空间，一侧区域放置车载声光报警器，另一侧放置无线通信模块，箱体外侧有2个航空插口和I个天线接口。
【文档编号】G08B21/10GK204102291SQ201420544524
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】丁海涛, 杨成林, 周峰, 陈宁生, 邓明枫, 佘德彬 申请人:中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所