一种基于模糊规则的泥石流灾害预报装置的制作方法

本实用新型属于地质灾害预报装置技术领域，具体涉及一种基于模糊规则的泥石流灾害预报装置。

背景技术：

泥石流灾害是地质灾害的一种，经常给人类的生命财产造成严重的损失，严重制约着社会的可持续发展。近些年来，泥石流灾害引起了国家的高度重视，市场对用于地质灾害的泥石流灾害预报系统的需求很大。

目前，市面上对泥石流灾害预报主要分为两类：主体性预报和时空性预报。主体性预报根据泥石流灾害发生的诱因进行预报，例如降雨型预报，通过测量降雨量来预报泥石流灾害；时空性预报则是对某一区域或者沟谷在某一段时间内将要发生泥石流灾害的预报，它是根据关于泥石流发育和活动状况进行预报，比如泥石流沟密度、规模、频率等。主体性预报在使用时采集的数据单一、功能简单、预报的准确性差；而时空性预报需要大量泥石流沟密度、规模、频率等历史数据，但实际上大部分灾区缺乏这些历史数据，导致实施的难度比较大，成本很高，且预报准确度误差较大。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种基于模糊规则的泥石流灾害预报装置，解决了现有泥石流预报装置在使用时，数据需求处理复杂、成本较高、预报准确度误差较大的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种基于模糊规则的泥石流灾害预报装置，包括主控箱，主控箱内设置有主控板，主控板通过GPRS无线通信连接位于采集箱内的数据采集板，数据采集板上还连接有传感器组；主控板还连接有PC机。

本实用新型的特征还在于，

主控板包括微处理器，微处理器上通过地址总线和数据总线配合分别连接有随机存储器、NAND FLASH、NOR FLASH、GPRS通信芯片a、SD卡、LCD触摸屏、蜂鸣器、LED灯和RS232芯片；

LCD触摸屏、蜂鸣器和LED灯均位于主控箱表面，RS232芯片与PC机相连接。

微处理器采用型号为STM32F103ZE的微处理器。

RS232芯片和GPRS通信芯片a均通过USART通信方式与微处理器相连接；其中RS232芯片型号为MAX3232，GPRS通信芯片a型号为SIM900A。

蜂鸣器和LED灯通过I/O接口与微处理器相连接；其中蜂鸣器型号为HNB09A03，LED灯型号为SMD5050。

数据采集板包括单片机、GPRS通信芯片b和RS485芯片；单片机分别通过USART通信方式连接GPRS通信芯片b与RS485芯片。

单片机为型号MSP430F149的单片机，GPRS通信芯片b型号为SIM900A，RS485芯片型号为RS485ESA。

传感器组包括通过RS485串口方式分别连接的雨量传感器、湿度传感器和泥位传感器。

雨量传感器为JD05型翻斗式雨量传感器；湿度传感器为FDR100W型湿度传感器；泥位传感器为M393791型泥位传感器。

本实用新型的有益效果是：本实用新型一种基于模糊规则的泥石流灾害预报装置通过采用数据采集板实时监测山体发生泥石流灾害的相关安全参数；采用主控板计算预测泥石流发生灾害的概率，并通过LCD触摸屏显示出预报的结果，当计算出数据有发生泥石流危害时，通过LED灯和蜂鸣器发出警报。对于数据资料少或者没有数据资料的泥石流频发区，无法建立预报的数学模型，该装置的预报模型基于模糊规则，通过在PC机内输入语言描述和模糊数据，建立通用的模糊规则预报模型，随着地域的差异，具有不断更新优化模型的功能，预报的精确度不断地提高；本实用新型装置结构简单、易于操作、易于维护、制造成本低，应用范围广泛，有很好的实用价值。

附图说明

图1是本实用新型一种基于模糊规则的泥石流灾害预报装置的结构示意图。

图中，1.微处理器，2.LED灯，3.蜂鸣器，4.SD卡，5.LCD触摸屏，6.NORFLASH，7.随机存储器，8.NAND FLASH，9.GPRS通信芯片a，10.单片机，11.RS485芯片，12.主控板，13.数据采集板，14.RS232芯片，15.PC机，16.传感器组，17.GPRS通信芯片b，18.雨量传感器，19.湿度传感器，20.泥位传感器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型一种基于模糊规则的泥石流灾害预报装置，如图1所示，包括主控箱，主控箱内设置有主控板12，主控板12通过GPRS无线通信连接位于采集箱内的数据采集板13，数据采集板13上还连接有传感器组16；主控板12还连接有PC机15，PC机15内还设置有模糊规则预报模块。

主控板12通过计算预测泥石流发生灾害的概率，主控板12包括型号为STM32F103ZE的微处理器1，微处理器1上通过地址总线和数据总线配合分别连接有随机存储器7、NAND FLASH8、NOR FLASH6、型号为SIM900A的GPRS通信芯片a9、SD卡4、LCD触摸屏5、蜂鸣器3、LED灯2和型号为MAX3232的RS232芯片14；LCD触摸屏5、蜂鸣器3和LED灯2均位于主控箱表面，RS232芯片14与PC机15相连接。

RS232芯片14和GPRS通信芯片a9均通过USART通信方式与微处理器1相连接。

蜂鸣器3和LED灯2通过I/O接口与微处理器1相连接，当主控板12计算的数据大于输入值时，有发生泥石流的风险，蜂鸣器3振动、LED灯2闪烁，提醒监控者；其中蜂鸣器3型号为HNB09A03，LED灯2型号为SMD5050。

数据采集板13实时监测山体发生泥石流灾害相关的安全参数，数据采集板13包括型号MSP430F149的单片机10、型号为SIM900AGPRS的通信芯片b17和型号为RS485ESA的RS485芯片11；单片机10分别通过USART通信方式连接GPRS通信芯片b17与RS485芯片11。

传感器组16包括通过RS485串口方式分别连接的JD05型翻斗式雨量传感器18、FDR100W型湿度传感器19和M393791型泥位传感器20。传感器将采集的信号传输给单片机10，经单片机10处理后传输给主控板12。

本实用新型的泥石流灾害预报装置的工作过程：

本实用新型的泥石流灾害预报装置分为预报模式和预报模型更新模式。

预报模式为正常模式，此时通过GPRS通信异步召测数据采集板13中泥石流相关的预报参数，随后主控板12通过RS232通信方式传给PC机15中的模糊规则预报模型，数据采集板13中的RS485芯片11与传感器组16有线连接，实时测量存储关参数的数值，等待主控板12下发召测指令。模糊规则预报模型的预报等级分为4种，若产生预报，通过RS232通信下发预报指令给主控板12，此时，主控板12相应的LED灯2闪烁同时启动的蜂鸣器3，若预报的结果与实际发生的结果不否，表明建立的预报模型存在问题，则PC机15将进入更新模式，此时主控板12下发停止召测指令，将预报不准的数据从SD卡4中取出，通过RS232通信发送PC机15，与之前建模的数据进行筛选、重新建立模糊规则库，产生新的预报模型，并且覆盖原来的预报模型，如此循环更替。本实用新型装置结构简单、易于操作、易于维护、制造成本低，应用范围广泛，有很好的实用价值。