一種用于三峽大壩壩體的滑坡監測與預警系統技術方案

一種用于三峽大壩壩體的滑坡監測與預警系統，包括傳感器節點系統、中繼點節點系統、監測預警系統，所述傳感器節點系統與中繼點節點系統之間進行無線通信，中繼點節點系統與監測預警系統之間通過4G網絡通信。所述傳感器節點系統包括依次連接的傳感器模塊、數據采集模塊、數據轉化模塊、第一處理器模塊、第一無線傳輸模塊。所述中繼點節點系統包括依次連接的第二無線傳輸模塊、調理電路、A/D轉化模塊、第二處理器模塊、SIM模塊。所述監測預警系統包括監控中心。本發明專利技術一種用于三峽大壩壩體的滑坡監測與預警系統，解決由三峽庫區獨特的地理環境導致的一般監測裝置不能對滑坡進行有效預警的問題，能對三峽庫區滑坡情況進行實時的監測，并通過不同評估結果發布不同程度的報警模式。

A landslide monitoring and warning system for the dam of Three Gorges Dam

A method for landslide monitoring and early warning system of the Three Gorges Dam, including the sensor node system, relay node system, monitoring and early warning system for wireless communication between the sensor nodes and the relay node system, through the 4G network communication between the relay node and system monitoring and warning system. The sensor node system comprises a sensor module sequentially connected, a data acquisition module, a data conversion module, a first processor module and a first wireless transmission module. The relay point node system comprises second wireless transmission modules, a conditioning circuit, a A/D conversion module, a second processor module and a SIM module. The monitoring and warning system comprises a monitoring center. The present invention for landslide monitoring and early warning system of Three Gorges Dam, solve the general monitoring device is not caused by the unique geographical environment of the Three Gorges Reservoir area for effective early warning of landslide problem, can conduct real-time monitoring of landslide in Three Gorges Reservoir area, and through the different evaluation results release alarm mode in different degrees.

【技術實現步驟摘要】
一種用于三峽大壩壩體的滑坡監測與預警系統
本專利技術涉及電子設備領域，特別是一種用于三峽大壩壩體的滑坡監測與預警系統。
技術介紹
在三峽庫區，滑坡的孕育因素非常復雜，覆蓋面積極其廣泛，大部分滑坡發生時伴隨著惡劣的自然氣候和其它地質災害，其發生的時間和運動的方式難以精確預測，治理方式較為復雜，治理資金非常昂貴，從而導致采用傳統的滑坡預警方法難以達到要求的效果。因此，針對三峽庫區這一獨特的土質環境，采用一種精確有效的滑坡監測預警裝置，及時開展三峽庫區內滑坡的研究及預警工作，保障人民的生命財產安全，顯得尤為重要。
技術實現思路
本專利技術提供一種用于三峽大壩壩體的滑坡監測與預警系統，解決由三峽庫區獨特的地理環境導致的一般監測裝置不能對滑坡進行有效預警的問題，能對三峽庫區滑坡情況進行實時的監測，并通過不同評估結果發布不同程度的報警模式。本專利技術采取的技術方案為：一種用于三峽大壩壩體的滑坡監測與預警系統，包括傳感器節點系統、中繼點節點系統、監測預警系統，所述傳感器節點系統與中繼點節點系統之間進行無線通信，中繼點節點系統與監測預警系統之間通過4G網絡通信。所述傳感器節點系統包括依次連接的傳感器模塊、數據采集模塊、數據轉化模塊、第一處理器模塊、第一無線傳輸模塊。所述中繼點節點系統包括依次連接的第二無線傳輸模塊、調理電路、A/D轉化模塊、第二處理器模塊、SIM模塊。所述監測預警系統包括監控中心。所述第二無線傳輸模塊接收第一無線傳輸模塊發出的無線信號，監控中心接收SIM模塊發出的信號。所述傳感器節點系統、中繼點節點系統、監測預警系統分別連接第一電源模塊、第二電源模塊、第三電源模塊；第一電源模塊、第二電源模塊采用風光互補發電系統，并通過全橋整流電路整流成穩定的直流電后，向傳感器節點系統、中繼點節點系統供電；第三電源模塊采用220V交流電對監測預警系統供電。所述傳感器節點系統包括：微型孔隙壓力傳感器，用于對滑坡監測面土壤孔隙水壓力信號的采集；微型土壓力傳感器，用于對滑坡監測面土壤壓力信號的采集；土壤水分傳感器，用于對滑坡監測面含水量信號的采集；振動傳感器，用于對滑坡監測面土壤振動信號的采集；拉線式位移傳感器，用于滑坡監測面位移信號的采集。本專利技術一種用于三峽大壩壩體的滑坡監測與預警系統，技術效果如下：1：SIM模塊采用SIM卡進行實時通訊，可以對故障區域進行實時定位。2：第一電源模塊與第二電源模塊采用風光互補發電系統，有效的彌補了滑坡監測地區用地不方便的問題。3：監控中心采用的預警方式包括網站公布、APP消息推送以及短信推送，簡單有效并節省監測系統的成本。4：傳感器節點系統與中繼點節點系統的測點布置，有效的提高了監測預警裝置的有效性。5：傳感器節點系統、中繼點節點系統與監測預警系統分別進行初級評估、中級評估、終極評估，是監測預警系統具有實時性，并有更高的效率。6：第一微處理器模塊中特有算法采用多層次模糊綜合評價體系，通過設定區域分塊穩定性因素集U＝{u1,u2,…,un}，特征信號穩定因數ui＝{ui1,ui2,…,uim}，對每一個ui進行模糊綜合判斷，得出了有效評分結果。7：第二微處理器模塊中特有算法采用SNESIM算法，通過對監測預警點周圍情況進行模擬分析后與實際監測數據進行比對，得出了有效結果。8：監控中心含有專家系統，可以通過對原始數據資料庫中的信息的調用與推理，得出結果，從而與步驟2中結果進行比對，得出了有效結果。附圖說明圖1為本專利技術的控制框圖。圖2為本專利技術中運用于多層次模糊綜合的評價體系。圖3為本專利技術中傳感器節點系統、中繼點節點系統的布置圖。圖4為本專利技術中運用于SNESIM算法的區域模塊劃分示意圖。圖5為本專利技術中運用于SNESIM算法的分析比對參量示意圖。具體實施方式如圖1所示，一種用于三峽大壩壩體的滑坡監測與預警系統，包括傳感器節點系統、中繼點節點系統、監測預警系統，所述傳感器節點系統與中繼點節點系統之間進行無線通信，中繼點節點系統與監測預警系統之間通過4G網絡通信。所述傳感器節點系統包括依次連接的傳感器模塊1、數據采集模塊2、數據轉化模塊3、第一處理器模塊4、第一無線傳輸模塊5。其中傳感器模塊1采用自制的微型孔隙壓力傳感器、微型土壓力傳感器、土壤水分傳感器、振動傳感器、拉線式位移傳感器；數據采模塊2采用XR440PocketLogger，數據轉化模塊3采用A/D轉化器ADC0801，第一處理器模塊4采用，第一無線微處理器STM32傳輸模塊5采用無線傳輸芯片CC2530，所述中繼點節點系統包括依次連接的第二無線傳輸模塊6、調理電路7、A/D轉化模塊8、第二處理器模塊9、SIM模塊10。第二無線傳輸模塊6無線傳輸芯片CC2530，調理電路采用XR440PocketLogger，A/D轉化模塊8采用A/D轉化器ADC0801，第二處理器模塊9采用8051單片機，SIM模塊10采用SIM卡。所述監測預警系統包括監控中心11。監控中心11采用數據服務器主機(PC機)所述第二無線傳輸模塊6接收第一無線傳輸模塊5發出的無線信號，監控中心11接收SIM模塊10發出的信號。所述傳感器節點系統、中繼點節點系統、監測預警系統分別連接第一電源模塊、第二電源模塊、第三電源模塊；第一電源模塊、第二電源模塊采用風光互補發電系統，并通過全橋整流電路整流成穩定的直流電后，向傳感器節點系統、中繼點節點系統供電；第三電源模塊采用220V交流電對監測預警系統供電。所述傳感器節點系統包括：微型孔隙壓力傳感器，用于對滑坡監測面土壤孔隙水壓力信號的采集；微型土壓力傳感器，用于對滑坡監測面土壤壓力信號的采集；土壤水分傳感器，用于對滑坡監測面含水量信號的采集；振動傳感器，用于對滑坡監測面土壤振動信號的采集；拉線式位移傳感器，用于滑坡監測面位移信號的采集。一種三峽大壩壩體的滑坡監測與預警方法，步驟1：用傳感器節點系統對滑坡情況進行初級評估，傳感器模塊1對滑坡參數進行相應采集；數據采集模塊2對傳感器模塊1數據進行濾波、放大處理，數據轉化模塊3對數據數據采集模塊2傳輸的各種信號轉化為數字信號后，傳輸到第一處理器模塊4，由第一處理器模塊4中特定算法處理后，將結果傳輸到第一無線傳輸模塊5，由第一無線傳輸模塊5將信號轉化為無線信號進行傳輸，其中，當風險評估為優秀；0～20分、良好:20～40分時，第一處理器模塊4只傳輸原始檢測數據，當風險評估為普通與普通以下時，第一處理器模塊4傳輸原始檢測數據并發出報警信號與評估結果；步驟2：用中繼點節點系統對滑坡情況進行中級評估，由第二無線傳輸模塊6對第一無線傳輸模塊5發出的無線信號進行接收，并傳輸到調理電路7進行濾波、放大處理后傳輸到A/D轉化模塊8，將信號轉化為數字信號后傳輸到第二處理器模塊9，由第二處理器模塊9中特定算法處理后，將結果傳輸到SIM模塊10，由SIM模塊10對監測預警系統發出信號，其中，當中繼點節點系統只收到一個或未收到傳感器節點系統的預警信號時，中繼點節點系統中第二處理器模塊9不進行其特定算法，當中繼點節點系統同時接收到兩個傳感器節點系統的預警信號時，中繼點節點系統中第二處理器模塊9進行特定算法，且當評價為優秀與良好時，中繼點節點系統只向監測預警系統傳遞原始監測信號，否則，中繼點節點系統向監測預警系統傳遞原始監本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于三峽大壩壩體的滑坡監測與預警系統，包括傳感器節點系統、中繼點節點系統、監測預警系統，所述傳感器節點系統與中繼點節點系統之間進行無線通信，中繼點節點系統與監測預警系統之間通過4G網絡通信，其特征在于：所述傳感器節點系統包括依次連接的傳感器模塊(1)、數據采集模塊(2)、數據轉化模塊(3)、第一處理器模塊(4)、第一無線傳輸模塊(5)；所述中繼點節點系統包括依次連接的第二無線傳輸模塊(6)、調理電路(7)、A/D轉化模塊(8)、第二處理器模塊(9)、SIM模塊(10)；所述監測預警系統包括監控中心(11)；所述第二無線傳輸模塊(6)接收第一無線傳輸模塊(5)發出的無線信號，監控中心(11)接收SIM模塊(10)發出的信號。

【技術特征摘要】
1.一種用于三峽大壩壩體的滑坡監測與預警系統，包括傳感器節點系統、中繼點節點系統、監測預警系統，所述傳感器節點系統與中繼點節點系統之間進行無線通信，中繼點節點系統與監測預警系統之間通過4G網絡通信，其特征在于：所述傳感器節點系統包括依次連接的傳感器模塊(1)、數據采集模塊(2)、數據轉化模塊(3)、第一處理器模塊(4)、第一無線傳輸模塊(5)；所述中繼點節點系統包括依次連接的第二無線傳輸模塊(6)、調理電路(7)、A/D轉化模塊(8)、第二處理器模塊(9)、SIM模塊(10)；所述監測預警系統包括監控中心(11)；所述第二無線傳輸模塊(6)接收第一無線傳輸模塊(5)發出的無線信號，監控中心(11)接收SIM模塊(10)發出的信號。2.根據權利要求1所述一種用于三峽大壩壩體的滑坡監測與預警系統，其特征在于：所述傳感器節點系統、中繼點節點系統、監測預警系統分別連接第一電源模塊、第二電源模塊、第三電源模塊；第一電源模塊、第二電源模塊采用風光互補發電系統，并通過全橋整流電路整流成穩定的直流電后，向傳感器節點系統、中繼點節點系統供電；第三電源模塊采用220V交流電對監測預警系統供電。3.根據權利要求1所述一種用于三峽大壩壩體的滑坡監測與預警系統，其特征在于：所述傳感器節點系統包括：微型孔隙壓力傳感器，用于對滑坡監測面土壤孔隙水壓力信號的采集；微型土壓力傳感器，用于對滑坡監測面土壤壓力信號的采集；土壤水分傳感器，用于對滑坡監測面含水量信號的采集；振動傳感器，用于對滑坡監測面土壤振動信號的采集；拉線式位移傳感器，用于滑坡監測面位移信號的采集。4.采用如權利要求1～3所述任意一種滑坡監測與預警系統的三峽大壩壩體的滑坡監測與預警方法，其特征在于：步驟1：用傳感器節點系統對滑坡情況進行初級評估，傳感器模塊(1)對滑坡參數進行相應采集；數據采集模塊(2)對傳感器模塊(1)數據進行濾波、放大處理，數據轉化模塊(3)對數據數據采集模塊(2)傳輸的各種信號轉化為數字信號后，傳輸到第一處理器模塊(4)，由第一處理器模塊(4)中特定算法處理后，將結果傳輸到第一無線傳輸模塊(5)，由第一無線傳輸模塊(5)將信號轉化為無線信號進行傳輸，其中，當風險評估為優秀；0～20分、良好:20～40分時，第一處理...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱偲，程江洲，方烜，王燦霞，孫晶，王卓遠，
申請(專利權)人：三峽大學，
類型：發明
國別省市：湖北,42