基于九轴姿态传感器的监测预警系统及方法与流程

1.本公开涉及智能设备技术领域，尤其涉及一种基于九轴姿态传感器的监测预警系统及方法。


背景技术：

2.危岩落石在山区高陡边坡上大量分布，特别是我国西南山区存在大量的危岩落石高陡边坡，当修建的道路工程通过艰险山区时，危岩落石的加固防护成为道路安全运营的关键，桩板式拦挡墙施工是危岩落石防护中常见的一种施工方式。高原区空气含氧量低，人员的劳动效率低、施工安全风险大，高寒区混凝土结构的施工及养护十分困难，且高陡边坡上材料运输麻烦、人员往返不便、施工效率低。
3.对于铁路而言，由于交通线路的需要，其经常需要经过边坡支挡和危岩落石区域，这些区域对于行驶的列车会造成潜在的地质灾害危险。为此需要对这些地质灾害危险进行提前检测和预警，从而减少边坡支挡和危岩落石区域地质灾害对铁路设备的影响。
4.为此，需要一种全新的针对高铁车站的基于九轴姿态传感器的围挡墙监测预警系统。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本公开实施例提供基于九轴姿态传感器的围挡墙监测预警系统，至少部分解决现有技术中存在的问题。
6.第一方面，本公开实施例提供了一种基于九轴姿态传感器的围挡墙监测预警系统，包括：
7.九轴姿态传感器，所述九轴姿态传感器内部包含震动及方位测量模块，用以实时测量震动及方位信息；
8.固定安装元件，所述固定安装元件用于将所述九轴姿态传感器固定安装在边坡支挡和危岩落石区域，以便于所述九轴姿态传感器能够与边坡支挡和危岩落石触发区域进行贴合接触；
9.数据采集传输元件，所述数据采集传输元件用于实时的将所述九轴姿态传感器采集到的震动及方位信息发送给目标服务器；
10.目标服务器，所述目标服务器对所述数据采集传输元件传输的震动及方位信息进行分析和判断，用以确定边坡支挡和危岩落石区域是否处于危险状态，并且在所述边坡支挡和危岩落石区域处于危险状态时生成报警信息。
11.根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述震动及方位测量模块包括三轴加速度仪，用以测量边坡支挡和危岩落石触发区域的加速度信息，并基于所述加速度信息生成边坡支挡和危岩落石触发区域的震动信息。
12.根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述震动及方位测量模块还包括三轴陀螺仪，所述三轴陀螺仪用以测量边坡支挡和危岩落石触发区域的空间位置变化信息，并基
于所述空间位置变化信息生成边坡支挡和危岩落石触发区域的方位信息。
13.根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述震动及方位测量模块还包括三轴磁场仪，所述三轴磁场仪用以测量边坡支挡和危岩落石触发区域的磁场变化信息，并基于所述磁场变化信息生成边坡支挡和危岩落石触发区域的方位信息
14.根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述固定安装元件按照预定的间隔距离在边坡支挡和危岩落石触发区域进行安装，以便于按照预设的安装密度覆盖边坡支挡和危岩落石触发区域。
15.根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述九轴姿态传感器中包含低功耗控制电路，用以控制所述九轴姿态传感器在低功耗模式下运行。
16.根据本公开实施例的一种具体实现方式，数据采集传输元件包括静止模式和震动模式，所述静止模式按照第一2时间周期采集所述九轴姿态传感器采集到的震动及方位信息，所述震动模式按照第二时间周期采集所述九轴姿态传感器采集到的震动及方位信息。
17.根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述目标服务器对所述数据采集传输元件传输的震动及方位信息进行分析和判断，在静止模式下，当连续多次出现测量的倾斜角度超过设定的阈值，则触发报警信息。
18.根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述系统还用于：
19.获取所述报警信息产生的地理位置，并将报警信息与地理位置信息一起发送给预设目标。
20.第二方面，本公开实施例提供了一种基于九轴姿态传感器的围挡墙监测预警方法，包括：
21.设置九轴姿态传感器，所述九轴姿态传感器内部包含震动及方位测量模块，用以实时测量震动及方位信息；
22.通过固定安装元件将所述九轴姿态传感器固定安装在边坡支挡和危岩落石区域，以便于所述九轴姿态传感器能够与边坡支挡和危岩落石触发区域进行贴合接触；
23.利用数据采集传输元件用于实时的将所述九轴姿态传感器采集到的震动及方位信息发送给目标服务器；
24.利用目标服务器对所述数据采集传输元件传输的震动及方位信息进行分析和判断，用以确定边坡支挡和危岩落石区域是否处于危险状态，并且在所述边坡支挡和危岩落石区域处于危险状态时生成报警信息。
25.本公开实施例中的基于九轴姿态传感器的围挡墙监测预警系统，包括：九轴姿态传感器，所述九轴姿态传感器内部包含震动及方位测量模块，用以实时测量震动及方位信息；固定安装元件，所述固定安装元件用于将所述九轴姿态传感器固定安装在边坡支挡和危岩落石区域，以便于所述九轴姿态传感器能够与边坡支挡和危岩落石触发区域进行贴合接触；数据采集传输元件，所述数据采集传输元件用于实时的将所述九轴姿态传感器采集到的震动及方位信息发送给目标服务器；目标服务器，所述目3标服务器对所述数据采集传输元件传输的震动及方位信息进行分析和判断，用以确定边坡支挡和危岩落石区域是否处于危险状态，并且在所述边坡支挡和危岩落石区域处于危险状态时生成报警信息。通过本公开的处理方案，提高基于九轴姿态传感器的围挡墙监测预警的准确度和及时性。
附图说明
26.为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
27.图1为本公开实施例提供的一种基于九轴姿态传感器的围挡墙监测预警系统的结构示意图；
28.图2为本公开实施例提供的另一种基于九轴姿态传感器的围挡墙监测预警系统的结构示意图；
29.图3为本公开实施例提供的另一种基于九轴姿态传感器的围挡墙监测预警系统的结构示意图；
30.图4为本公开实施例提供的一种基于九轴姿态传感器的围挡墙监测预警方法的流程示意图。
具体实施方式
31.下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
32.以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
33.需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
34.还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
35.另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
36.参见图1，本公开实施例提供了一种基于九轴姿态传感器的围挡墙监测预警系统，包括：九轴姿态传感器、固定安装元件、数据采集传输元件以及目标服务器。
37.九轴姿态传感器用于进行信息测量，所述九轴姿态传感器内部包含震动及方位测量模块，用以实时测量震动及方位信息。
38.固定安装元件，所述固定安装元件用于将所述九轴姿态传感器固定安装在边坡支挡和危岩落石区域，以便于所述九轴姿态传感器能够与边坡支挡和危岩落石触发区域进行贴合接触；
39.数据采集传输元件，所述数据采集传输元件用于实时的将所述九轴姿态传感器采集到的震动及方位信息发送给目标服务器；
40.目标服务器，所述目标服务器对所述数据采集传输元件传输的震动及方位信息进行分析和判断，用以确定边坡5支挡和危岩落石区域是否处于危险状态，并且在所述边坡支挡和危岩落石区域处于危险状态时生成报警信息。
41.作为一种具体的实施方式，参见图2和及图3，姿态传感器由单片机、电池、4g模块、电源芯片、加速度传感器、霍尔传感器、滚珠开关、电平转换开关组成。
42.单片机和加速度传感器直接由电池供电，4g模块电源经dc/dc电源芯片转换后得到，且由单片机控制通断，单片机和4g模块通信需经电平转换。
43.在具体安装的过程中，可以将姿态传感器、水平仪、固定前两者的金属底板一起安装在需要监控的目标对象上，最后通过螺丝将底板固定于监测对象上。
44.在安装的过程中，首先将金属底板固定在围挡墙、边皮、危石等检测对象上、通过置于底板上的水平仪调整安装位置，确保底板水平安装，之后固定姿态传感器。
45.安装完成后，利用磁吸触发设备内部的霍尔传感器、数秒后设备被唤醒、自检完成后通过4g模块向平台上发数据，进入正常工作模式。设备多数时间运行在低功耗模式，定时唤醒读取加速度传感器数值，计算出当前姿态角。当姿态角偏移量超过预设阀值时，设备通过4g模块向平台发送预警信息，另外，当设备姿态发生变化触发滚珠开关时也同样会进行预警。
46.根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述震动及方位测量模块包括三轴加速度仪，用以测量边坡支挡和危岩落石触发区域的加速度信息，并基于所述加速度信息生成边坡支挡和危岩落石触发区域的震动信息。
47.根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述震动及方位测量模块还包括三轴陀螺仪，所述三轴陀螺仪用以测量边坡支挡和危岩落石触发区域的空间位置变化信息，并基于所述空间位置变化信息生成边坡支挡和危岩落石触发区域的方位信息。
48.根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述震动及方位测量模块还包括三轴磁场仪，所述三轴磁场仪用以测量边坡支挡和危岩落石触发区域的磁场变化信息，并基于所述磁场变化信息生成边坡支挡和危岩落石触发区域的方位信息
49.根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述固定安装元件按照预定的间隔距离在边坡支挡和危岩落石触发区域进行安装，以便于按照预设的安装密度覆盖边坡支挡和危岩落石触发区域。
50.根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述九轴姿态传感器中包含低功耗控制电路，用以控制所述九轴姿态传感器在低功耗模式下运行。
51.根据本公开实施例的一种具体实现方式，数据采集传输元件包括静止模式和震动模式，所述静止模式按照第一时间周期采集所述九轴姿态传感器采集到的震动及方位信息，所述震动模式按照第二时间周期采集所述九轴姿态传感器采集到的震动及方位信息。
52.根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述目标服务器对所述数据采集传输元
件传输的震动及方位信息进行分析和判断，在静止模式下，当连续多次出现测量的倾斜角度超过设定的阈值，则触发报警信息。
53.根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述系统还用于：
54.获取所述报警信息产生的地理位置，并将报警信息与地理位置信息一起发送给预设目标。
55.参见图4，本公开实施例提供了一种基于九轴姿态传感器的围挡墙监测预警方法，包括：
56.s401，设置九轴姿态传感器，所述九轴姿态传感器内部包含震动及方位测量模块，用以实时测量震动及方位信息；
57.s402，通过固定安装元件将所述九轴姿态传感器固定安装在边坡支挡和危岩落石区域，以便于所述九轴姿态传感器能够与边坡支挡和危岩落石触发区域进行贴合接触；
58.s403，利用数据采集传输元件用于实时的将所述九轴姿态传感器采集到的震动及方位信息发送给目标服务器；
59.s404，利用目标服务器对所述数据采集传输元件传输的震动及方位信息进行分析和判断，用以确定边坡支挡和危岩落石区域是否处于危险状态，并且在所述边坡支挡和危岩落石区域处于危7险状态时生成报警信息。
60.该方法实施例中的内容与上面系统实施例中的内容相对应，在此不再赘述。
61.以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。