一种基于磁传感器的山体滑坡监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于山体滑坡监测领域，具体涉及一种基于磁传感器的山体滑坡监测系统。
【背景技术】
[0002]山体滑坡监测相对位移监测中，目前常用的监测仪器有振弦位移计、电阻式位移计、裂缝计、变位计、收敛计、大量程位移计等。也有人提出了高精度、低成本的方案，如实用新型专利公开号CN: 204680160U，公开日2015年9月30日，发明创造名称“一种基于PNI磁传感阵列的山体滑坡监测装置”，公开了包括传感器阵列、信号处理与通讯装置、PC上位机，以及位于山体滑坡层的永磁体的监测装置。其不足之处是信号处理与通讯装置中由PNI磁传感器与多个单片机连接，多个单片机与单片机相连，结构复杂，数据传输慢，导致装置可靠性差和灵敏度低;焊接在PCB上的PNI磁传感器无任何保护措施，极易角度发生变化和脱落；整个装置只能由一台PC对单个监测点进行监测，效率太低。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种基于磁传感器的山体滑坡监测系统，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:一种基于磁传感器的山体滑坡监测系统，包括一个或多个永磁体、一个或多个磁场测量装置、公共以太网和PC机客户端，所述一个或多个永磁体固定放置于山体的稳定层，所述一个或多个磁场测量装置固定放置与山体滑坡层，所述磁场测量装置包括磁场测量探头和以FPGA为核心的控制板，所述磁场测量探头为分布有3*3地磁传感器模块阵列的PCB板，且所述磁场测量探头设置有27个SPI接口，所述地磁传感器模块通过SPI接口与以FPGA核心的控制板相连，且所述地磁传感器模块电源和时钟信号由以FPGA核心的控制板提供，所述以FPGA为核心的控制板包括FPGA芯片、电源转换模块、时钟及复位模块、数据缓存模块、以太网模块。
[0005]优选的，所述地磁传感器模块由三个地磁传感器驱动芯片分别驱动X轴磁传感器，Y轴磁传感器，Z轴磁传感器，且这三个地磁传感器两两正交，标定后通过热熔胶将地磁传感器模块封装。
[0006]优选的，所述以FPGA为核心的控制板并行接收和处理磁场测量探头输出数据，且具有自己独立的IP地址。
[0007]优选的，所述PC客户端通过公共以太网访问磁场测量装置。
[0008]优选的，所述永磁体和磁场测量装置的数目，等于所需系统测量点数。
[0009]本实用新型的技术效果和优点:将传感器模块用热溶胶进行封装，防止测量过程中，磁传感器焊接位置发生改变，影响监测结果;通过每一块地磁传感器驱动芯片来驱动一个地磁传感器，将数据并行给以FPGA为核心的控制板，实现快速并行数据传输与处理，该系统能准确和实时监测是否有山体滑坡险情;利用一块多引脚FPGA芯片控制，结构简单，可靠性高;利用公共的以太网访问测量结果，并且实现多点的同步监控。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的结构示意图；
[0011 ]图2为本实用新型的磁场测量装置示意图；
[0012]图3为本实用新型的地磁传感器模块图。
[0013]图中:a、永磁体，b、磁场测量装置，C、公共以太网，d、PC机客户端，1、磁场测量探头，2、以FPGA为核心的控制板，11、地磁传感器模块，12、SPI接口，11、地磁传感器驱动芯片，102、X轴磁传感器，103、Y轴磁传感器，104、Z轴磁传感器，21、FPGA芯片，22、电源转换模块，23、时钟及复位模块，24、数据缓存模块，25、以太网模块。
【具体实施方式】
[0014]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。
[0015]本实用新型提供了一种基于磁传感器的山体滑坡监测系统，包括一个或多个永磁体a、一个或多个磁场测量装置b、公共以太网c和PC机客户端d，所述一个或多个永磁体a固定放置于山体的稳定层，所述一个或多个磁场测量装置b固定放置与山体滑坡层，所述磁场测量装置b包括磁场测量探头I和以FPGA为核心的控制板2，所述磁场测量探头I为分布有3*3地磁传感器模块11阵列的PCB板，且所述磁场测量探头I设置有27个SPI接口 12，所述地磁传感器模块通过SPI接口 12与以FPGA核心的控制板2相连，且所述地磁传感器模块11电源和时钟信号由以FPGA核心的控制板2提供，所述以FPGA为核心的控制板2包括FPGA芯片21、电源转换模块22、时钟及复位模块23、数据缓存模块24、以太网模块25。
[0016]地磁传感器模块11由三个地磁传感器驱动芯片101分别驱动X轴磁传感器102，Y轴磁传感器103，Z轴磁传感器104，且这三个地磁传感器两两正交，标定后通过热熔胶将地磁传感器模块11封装，这样防止测量过程中，磁传感器焊接位置发生改变，影响监测结果。以FPGA为核心的控制板2并行接收和处理磁场测量探头I输出数据，通过FPGA芯片算法处理，将永磁体与磁场测量探头I相对位置计算出来，且具有自己独立的IP地址。根据所需系统测量点数，来确定永磁体a和磁场测量装置b的数目，实现分布式监测多个山体滑坡监测点。PC客户端d通过公共以太网c访问磁场测量装置b。
[0017]最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于磁传感器的山体滑坡监测系统，包括一个或多个永磁体(a)、一个或多个磁场测量装置(b)、公共以太网(C)和PC机客户端(d)，其特征在于:所述一个或多个永磁体(a)固定放置于山体的稳定层，所述一个或多个磁场测量装置(b)固定放置与山体滑坡层，所述磁场测量装置(b)包括磁场测量探头(I)和以FPGA为核心的控制板(2)，所述磁场测量探头(I)为分布有3*3地磁传感器模块(11)阵列的PCB板，且所述磁场测量探头(I)设置有27个SPI接口( 12 )，所述地磁传感器模块通过SPI接口( 12 )与以FPGA核心的控制板(2 )的FPGA芯片(21)相连，且所述地磁传感器模块(11)电源和时钟信号由以FPGA核心的控制板(2)提供，所述以FPGA为核心的控制板(2 )包括FPGA芯片(21 )、电源转换模块(22 )、时钟及复位模块(23)、数据缓存模块(24)、以太网模块(25)。2.根据权利要求1所述的一种基于磁传感器的山体滑坡监测系统，其特征在于:所述地磁传感器模块(11)由三个地磁传感器驱动芯片(101)分别驱动X轴磁传感器(102)，Y轴磁传感器(103)，Z轴磁传感器(104)，且这三个地磁传感器两两正交，标定后通过热熔胶将地磁传感器模块封装。3.根据权利要求1所述的一种基于磁传感器的山体滑坡监测系统，其特征在于:所述以FPGA为核心的控制板(2)并行接收和处理磁场测量探头(I)输出数据，且具有自己独立的IP地址。4.根据权利要求1所述的一种基于磁传感器的山体滑坡监测系统，其特征在于:所述PC机客户端(d)通过公共以太网(C)访问磁场测量装置(b)。5.根据权利要求1所述的一种基于磁传感器的山体滑坡监测系统，其特征在于:所述永磁体(a)和磁场测量装置(b)的数目，等于所需系统测量点数。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于磁传感器的山体滑坡监测系统，包括一个或多个永磁体、一个或多个磁场测量装置、公共以太网和PC机客户端，所述一个或多个永磁体固定放置于山体的稳定层，所述一个或多个磁场测量装置固定放置与山体滑坡层，所述磁场测量装置包括磁场测量探头和以FPGA为核心的控制板，所述PC客户端通过公共以太网访问磁场测量装置，该系统能准确和实时监测是否有山体滑坡险情，结构简单，可靠性高，实现快速并行数据传输与处理，并且实现多点的同步监控。
【IPC分类】G08B21/10, G05B19/05
【公开号】CN205281747
【申请号】CN201620004295
【发明人】刘亚, 罗志会, 潘礼庆
【申请人】三峡大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年1月1日