一种泥石流灾害预警方法及无线预警系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及泥石流灾害的防范领域，尤其涉及一种泥石流灾害预警方法及无线预警系统。
【背景技术】
[0002]泥石流是在山区或者其他沟谷深壑，地形险峻的地区，因为暴雨、暴雪或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。泥石流具有突发性以及流速快，流量大，物质容量大和破坏力强等特点。发生泥石流常常会冲毁公路铁路等交通设施甚至村镇等，造成巨大损失。请参见图1，在现有技术中，在泥石流易发地带往往通过建设堤坝的方式来起到阻止泥石流的作用，但是当超过坝体极限时堤坝会崩溃造成严重的后果，因此需要对泥石流的发生进行监测，对已修建堤坝的泥石流也需对堤坝是否发生溃坝进行监测，防止更大灾害的发生。但是泥石流由于发生地点通常较为偏僻、地形往往较为复杂，所以很难进行覆盖时间较长的人工监测，同时目前安装的监测仪器容易受到人为或自然的损坏，造成监测失效，因而目前对于泥石流灾害缺乏有效的监测预警方法和系统。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术存在的不足，而提出一种泥石流灾害预警方法及无线预警系统，以实现泥石流灾害的预警。
[0004]为解决上述技术问题，本发明提出一种泥石流灾害无线预警系统，其特征在于，包括:多个岩土变形感知传感器，其埋设在坝内和/或石块内，用以采集坝的变形信息和/或石块转动引起的石块倾角变动信息；至少一无线数据采集终端，其接收所述多个岩土变形感知传感器采集的坝的变形信息和/或石块倾角变动信息；数据处理终端，其接收所述至少一无线数据采集终端的坝的变形信息和/或石块倾角变动信息，根据报警条件判断是否进行报警。
[0005]优选地，无线数据采集终端包括无线通讯模块，用以将坝的变形信息和/或石块倾角变动信息无线传输给所述数据处理终端。
[0006]优选地，无线通讯模块为GPRS模块。
[0007]优选地，无线数据采集终端包括太阳能电源模块，用以为所述无线数据采集终端提供电力或者为所述无线数据采集终端的电池充电。
[0008]优选地，数据处理终端包括:数据处理单元，用以将坝的变形信息和/或石块倾角变动信息与报警条件比较，判断是否符合条件，若是，则发出报警指令；报警器，用以接收数据处理单元发出的报警指令进行报警。
[0009]优选地，岩土变形感知传感器包括:倾角传感芯片，用以产生倾斜数据的模拟信号；信号转换模块，连接所述倾角传感芯片，用以将所述倾角传感芯片的倾斜数据的模拟信号转换成数字信号；处理器，所述处理器连接所述信号转换模块，用以接收处理所述信号转换模块转换成的数字信号，对接收到的所述数字信号进行处理，所述处理器包括处理器本体和时钟单元；数据传输模块，所述数据传输模块连接所述处理器，用以从处理器中接收处理过的数字信号并将所述数字信号传输给外界；电池，所述电池用以给所述倾角传感芯片、信号转换模块、处理器和数据传输模块提供电力；其中，所述处理器包括处理器本体和时钟单元，所述时钟单元由所述电池持续供电，所述时钟单元控制所述电池以设定时间间隔交替开启或关闭对所述倾角传感芯片、信号转换模块、处理器本体和数据传输模块的电力供应。
[0010]优选地，岩土变形感知传感器还包括天线，所述天线露出在所述坝和/或石块外部，所述天线用以辅助所述数据传输模块进行无线通讯。
[0011]本发明还提供一种泥石流灾害预警方法，其包括:步骤a、将多个岩土变形感知传感器埋设在坝内和/或石块内；步骤b、定期或实时通过多个岩土变形感知传感器采集并输出坝的变形信息和/或石块倾角变动信息；步骤C、将坝的变形信息和/或石块倾角变动信息与报警条件比较，判断是否符合报警条件，若是，则报警，若否，则返回步骤b。
[0012]优选地，在步骤b之后还包括步骤bI，所述步骤bI为接收岩土变形感知传感器输出的坝的变形信息和/或石块倾角变动信息，并汇总输出。
[0013]与现有技术相比，本发明的有益效果包括:本发明通过设置在泥石流沟槽内的石块内和/或堤坝的倾斜传感器来感受堤坝的变形信息和/或石块的倾斜信息，再通过无线数据采集终端的收集和传输，最后通过数据处理终端的计算和处理从而判断出是否发生泥石流，实现了泥石流的实时监测和预警。该方法不仅可有效解决泥石流的监测预警，而且其传感器埋设于结构或石块内部，且现场无需任何线缆，仪器及系统不宜遭到破坏，因此有效解决野外监测系统长期独立安全工作的难题。
【附图说明】
[0014]图1为泥石流发生的状况示意图。
[0015]图2为本发明实施例的无线预警系统的原理示意图。
[0016]图3为本发明实施例的无线预警系统的结构框图。
[0017]图4为本发明实施例的无线预警系统的岩土变形感知传感器的结构框图。
[0018]图5为本发明实施例的泥石流预警方法的流程图。
[0019]【附图说明】:岩土变形感知传感器1、信号转换模块11、处理器12、数据传输模块13、倾角传感芯片14、电池15、天线16、无线数据采集终端2、数据处理终端3。
【具体实施方式】
[0020]为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
[0021]请参阅图2至图3，本发明提供了一种泥石流灾害无线预警系统，包括:多个岩土变形感知传感器1、至少一无线数据采集终端2和数据处理终端3。
[0022]岩土变形感知传感器I，其埋设在坝内和/或石块内，用以采集坝的变形信息和/或石块倾角变动信息。
[0023]在本实施例中，请参阅图4，岩土变形感知传感器I包括信号转换模块11、处理器12、数据传输模块13、倾角传感芯片14、电池15和天线16。
[0024]倾角传感芯片14，用以产生倾斜数据的模拟信号。
[0025]信号转换模块11，连接所述倾角传感芯片14，用以将所述倾角传感芯片14的倾斜数据的模拟信号转换成数字信号。倾角传感芯片14检测得到的倾斜数据信号为模拟信号，处理器无法识别，所以需要将模拟信号转换成数字信号。在本实施例中，信号转换模块11为16位ADC数模转换器，在其它实施例中，信号转换模块11可以根据需要采用其它位数的数模转换器，例如32位或者24位等等。
[0026]处理器12，连接所述信号转换模块11，用以接收处理所述信号转换模块11转换成的数字信号，对接收到的所述数字信号进行处理。处理器12的作用是将转换后的数字信号进行处理以方便数据传输模块13向外界传输。在本实施例中，处理器12使用的是单片机，在其它实施例中，可以根据处理数据的需要或者其它需要采用其它类型的处理器12。在本实施例中，所述处理器12可以包括处理器本体(未图示)和时钟单元(未图示)，所述时钟单元由所述电池15持续供电，所述时钟单元控制所述电池15以设定时间间隔交替开启或关闭对所述倾角传感芯片14、信号转换模块11、处理器本体和数据传输模块13的电力供应。当采用定期检测的方式时，由于岩土变形感知传感器I的工作很多时候是不需要整天不间断进行的，所以通过时钟单元按时启动岩土变形感知传感器I来进行测量、接收指令或者向外界传送数据等操作，等操作完毕之后关闭岩土变形感知传感器1，这样可以有效的减少岩土变形感知传感器I的电力消耗，这样就能通过电池15来满足岩土变形感知传感器I的长时间工作。
[0027]数据传输模块13，连接所述处理器12，用以从处理器12中接收处理过的数字信号并将所述数字信号传输给外界。数据传输模块13可以是无线的传输模块也可以是有线的模块，在本实施例中，数据传输模块13采用无线模式将岩土变形感知传感器I的所述基坑4的坑壁41的倾角信息传输给信息采集终端2。
[0028]电池15，用以给所述倾角传感芯片14、信号转换模块11、处理器12和数据传输模块13提供电力。其中，所述时钟单元由所述电池15持续供电，所述时钟单元控制所述电池15以设定时间间隔交替开启或关闭对所述倾角传感芯片15、信号转换模块11、处理器本体和数据传输模块13的电力供应。在其它实施例中，需要实时测量时，也可以采用外接电源线的方式供电，以便进行实时测量。
[0029]天线16，所述天线16露出在所述坝和/或石块外部，所述天线16用以辅助所述数据传输模块13进行无线通讯。在本实施例中，由于岩土变形感知传感器I多采用埋设在坝和岩石中的装设方式，所以设置天线16可以有效地方便岩土变形感知传感器I与外界的通讯。在其它实施例中，根据采用的通讯方式的不同，也可以不设置天线16。
[0030]在本实施例中，岩土变形感知传感器I若采用电池15供电，可实现3飞年的独立工作，不需要外界供电，并且由于采用无线通讯，实现无线缆独立工作