一种基于物联网的地质灾害预警装置的制作方法

本实用新型涉及灾害预测技术领域，具体为一种基于物联网的地质灾害预警装置。

背景技术：

自然灾害是指给人类生存带来危害或损害人类生活环境的自然现象，包括干旱、高温、低温、寒潮、洪涝、山洪、台风、龙卷风、火焰龙卷风、冰雹、风雹、霜冻、暴雨、暴雪、冻雨、酸雨、大雾、大风、结冰、霾、雾霾、地震、海啸、泥石流、浮尘、扬沙、沙尘暴、雷电、雷暴、球状闪电等气象灾害，由于地貌特征复杂，南北气候差异大，是地质灾害频发的一个国家，严重影响和制约了经济的发展。其中泥石流和山体滑坡是地质灾害中较为频繁和影响较大的一种。近年来，随着国民经济的快速发展，越来越重视地质灾害的预防和预警。

为了能够实时掌握监测点的地质条件，传统的方法是手动采样进行分析。该方法耗时且费力，不能满足高密度监控的需求。为节约人力与时间成本，人们提出了自动监测站的概念，然而自动监测站往往位置固定，造价高，缺少灵活性。为此，我们提出一种基于物联网的地质灾害预警装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于物联网的地质灾害预警装置，通过在预警箱体上安装太阳能电池组件，利用太阳能发电，将电力存储在蓄电池中，为单片机、空气湿度传感器、声音传感器、土壤湿度传感器、震动传感器和雨滴传感器提供电力，以解决上述背景技术中提出灵活性低的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于物联网的地质灾害预警装置，包括预警箱体，所述预警箱体的顶部安装有太阳能电池组件，所述太阳能电池组件上电性连接有蓄电池，所述蓄电池上电性连接有单片机，所述单片机上电性连接有空气湿度传感器、声音传感器、土壤湿度传感器、震动传感器和雨滴传感器，所述单片机上安装有储存芯片和无线发射芯片，所述预警箱体的底部安装有支腿，所述支腿的底部安装有限位板，所述限位板的底部安装有弹簧，所述弹簧安装于缸体的内部，所述单片机上安装有外置天线。

优选的，所述预警箱体的顶部固定连接有固定杆，所述固定杆的顶部安装有钢化玻璃罩。

优选的，所述钢化玻璃罩上安装有雨滴接触板，所述雨滴传感器安装于雨滴接触板上。

优选的，所述震动传感器安装于支腿的一侧。

优选的，所述土壤湿度传感器安装于缸体的一侧，且土壤湿度传感器的外侧安装有防护罩。

优选的，所述预警箱体的一侧开设有散热孔，所述散热孔中安装有呼吸纸。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过在预警箱体上安装太阳能电池组件，利用太阳能发电，将电力存储在蓄电池中，为单片机、空气湿度传感器、声音传感器、土壤湿度传感器、震动传感器和雨滴传感器提供电力，解决了偏远地区电力覆盖不足的问题，克服了完全采用电池供电带来的工作寿命短且需经常更换电池的缺点，十分的适合，野外、偏远地区、维护困难地区的部署；

2、本实用新型的单片机对数据采集，对传感器传回的字节进行处理与校验，保存至储存芯片中，然后将保存在本地的数据与预设的警戒阈值进行比较，越多的数据超过阈值，灾害的预警风险系数将会越高，不同的灾害，其对应的传感器阈值的敏感度也会有所不同，例如：当震动、声音传感器传回的数据都超过阈值且幅度偏大，但此时降水量、土壤湿度传感器传回数据正常，此时可以判断出崩塌等地质灾害可能性较大，泥石流可能性较小，将数据通过无线发射芯片输送给终端设备；

3、本实用在预警箱体的支腿的底部安装弹簧，有利于震动传感器更好的监测震动的强度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中a区放大结构示意图；

图3为本实用新型的模块结构示意图。

图中：1预警箱体、2太阳能电池组件、3蓄电池、4单片机、5空气湿度传感器、6声音传感器、7土壤湿度传感器、8震动传感器、9雨滴传感器、10储存芯片、11无线发射芯片、12支腿、13限位板、14弹簧、15缸体、16固定杆、17钢化玻璃罩、18散热孔、19呼吸纸、20防护罩、21雨滴接触板、22外置天线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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。

请参阅图1～3，本实用新型提供一种技术方案：一种基于物联网的地质灾害预警装置，包括预警箱体1，所述预警箱体1的顶部安装有太阳能电池组件2，所述太阳能电池组件2上电性连接有蓄电池3，所述蓄电池3上电性连接有单片机4，太阳能电池组件2、5v可充电锂电池蓄电池3、充电调节器组成，白天可使用太阳能供电，夜间可使用锂电池供电，不间断地提供5v稳压直流电，接口电路将5v电源转化成适合负载的电压并分别驱动不同的负载，单片机4设置有睡眠模式，工作到设定的时间后进入一个睡眠周期，最大限度的降低了本系统的功耗，所述单片机4上电性连接有空气湿度传感器5、空气温湿度传感器(dht)是用经校准的数字信号输出的单总线温度和湿度传感器，其精确的湿度±5％rh，温度±2℃，湿度范围20-90％rh，温度0.50℃，传感器包括电阻润湿组分和ntc温度测量部件，声音传感器6、声音传感器，使用音频放大的芯片lm384，工作电压3.3v-5v，由d0口输出，土壤湿度传感器7、土壤湿度传感器，可以宽范围控制附近土壤的湿度，对于比较器，采用lm393芯片，工作稳定，工作电压在3.3v-5v安全范围内，有d0口输出，与a0口输出，震动传感器8，震动传感器(sw-420)，使用了宽电压比较器lm393，输出形式以数字开关量形式表达，工作电压在3.3v-5v安全范围内，和雨滴传感器9，雨滴传感器，使用了宽电压比较器lm393，输出的方式是以数字开关量形式，和模拟量ao模式表现出来，工作电压在3.3v-5v安全范围内，所述单片机4上安装有储存芯片10和无线发射芯片11，该无线发射芯片11采用nb-iot技术，所述预警箱体1的底部安装有支腿12，所述支腿12的底部安装有限位板13，所述限位板13的底部安装有弹簧14，所述弹簧14安装于缸体15的内部，所述单片机4上安装有外置天线22，该缸体15埋放在土壤中，有利于提高预警箱体1的稳定性。

具体的，所述预警箱体1的顶部固定连接有固定杆16，所述固定杆16的顶部安装有钢化玻璃罩17。该钢化玻璃罩17有利于保护太阳能电池组件2不受外物损坏。

具体的，所述钢化玻璃罩17上安装有雨滴接触板21，所述雨滴传感器(9)安装于雨滴接触板21上，便于雨滴传感器9进行检测雨量的大小。

具体的，所述震动传感器8安装于支腿12的一侧。便于震动传感器8更好的检测震动强度。

具体的，所述土壤湿度传感器7安装于缸体15的一侧，且土壤湿度传感器7的外侧安装有防护罩20。在将缸体15埋放在土壤中的时候，便于土壤湿度传感器7插入到土壤中，防护罩20有利于保护土壤湿度传感器7不受雨水侵蚀。

具体的，所述预警箱体1的一侧开设有散热孔18，所述散热孔18中安装有呼吸纸19。该散热孔18有利于蓄电池3的散热，呼吸纸19可以防止灰尘和水进入到预警箱体1中。

工作原理：使用时，将预警箱体1底部的缸体15安放在土壤中，对预警箱体1进行固定，有利于提高预警箱体1的稳定性，预警箱体1上安装的太阳能电池组件2，利用太阳能发电，将电力存储在蓄电池3中，为单片机4、空气湿度传感器5、声音传感器6、土壤湿度传感器7、震动传感器8和雨滴传感器9提供电力，解决了偏远地区电力覆盖不足的问题，克服了完全采用电池供电带来的工作寿命短且需经常更换电池的缺点，十分的适合，野外、偏远地区、维护困难地区的部署，单片机4对空气湿度传感器5、声音传感器6、土壤湿度传感器7、震动传感器8和雨滴传感器9传回的字节进行数据采集、处理与校验，保存至储存芯片10中，然后将保存在本地的数据与预设的警戒阈值进行比较，越多的数据超过阈值，灾害的预警风险系数将会越高，不同的灾害，其对应的传感器阈值的敏感度也会有所不同，例如：当震动、声音传感器传回的数据都超过阈值且幅度偏大，但此时降水量、土壤湿度传感器传回数据正常，此时可以判断出崩塌等地质灾害可能性较大，泥石流可能性较小，将数据通过无线发射芯片11输送给终端设备，有利于提醒人们采取相对应的措施。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。