一种用于三峡大坝坝体的滑坡监测与预警系统技术方案

一种用于三峡大坝坝体的滑坡监测与预警系统，包括传感器节点系统、中继点节点系统、监测预警系统，所述传感器节点系统与中继点节点系统之间进行无线通信，中继点节点系统与监测预警系统之间通过4G网络通信。所述传感器节点系统包括依次连接的传感器模块、数据采集模块、数据转化模块、第一处理器模块、第一无线传输模块。所述中继点节点系统包括依次连接的第二无线传输模块、调理电路、A/D转化模块、第二处理器模块、SIM模块。所述监测预警系统包括监控中心。本发明专利技术一种用于三峡大坝坝体的滑坡监测与预警系统，解决由三峡库区独特的地理环境导致的一般监测装置不能对滑坡进行有效预警的问题，能对三峡库区滑坡情况进行实时的监测，并通过不同评估结果发布不同程度的报警模式。

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.

【技术实现步骤摘要】
一种用于三峡大坝坝体的滑坡监测与预警系统
本专利技术涉及电子设备领域，特别是一种用于三峡大坝坝体的滑坡监测与预警系统。
技术介绍
在三峡库区，滑坡的孕育因素非常复杂，覆盖面积极其广泛，大部分滑坡发生时伴随着恶劣的自然气候和其它地质灾害，其发生的时间和运动的方式难以精确预测，治理方式较为复杂，治理资金非常昂贵，从而导致采用传统的滑坡预警方法难以达到要求的效果。因此，针对三峡库区这一独特的土质环境，采用一种精确有效的滑坡监测预警装置，及时开展三峡库区内滑坡的研究及预警工作，保障人民的生命财产安全，显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于三峡大坝坝体的滑坡监测与预警系统，解决由三峡库区独特的地理环境导致的一般监测装置不能对滑坡进行有效预警的问题，能对三峡库区滑坡情况进行实时的监测，并通过不同评估结果发布不同程度的报警模式。本专利技术采取的技术方案为：一种用于三峡大坝坝体的滑坡监测与预警系统，包括传感器节点系统、中继点节点系统、监测预警系统，所述传感器节点系统与中继点节点系统之间进行无线通信，中继点节点系统与监测预警系统之间通过4G网络通信。所述传感器节点系统包括依次连接的传感器模块、数据采集模块、数据转化模块、第一处理器模块、第一无线传输模块。所述中继点节点系统包括依次连接的第二无线传输模块、调理电路、A/D转化模块、第二处理器模块、SIM模块。所述监测预警系统包括监控中心。所述第二无线传输模块接收第一无线传输模块发出的无线信号，监控中心接收SIM模块发出的信号。所述传感器节点系统、中继点节点系统、监测预警系统分别连接第一电源模块、第二电源模块、第三电源模块；第一电源模块、第二电源模块采用风光互补发电系统，并通过全桥整流电路整流成稳定的直流电后，向传感器节点系统、中继点节点系统供电；第三电源模块采用220V交流电对监测预警系统供电。所述传感器节点系统包括：微型孔隙压力传感器，用于对滑坡监测面土壤孔隙水压力信号的采集；微型土压力传感器，用于对滑坡监测面土壤压力信号的采集；土壤水分传感器，用于对滑坡监测面含水量信号的采集；振动传感器，用于对滑坡监测面土壤振动信号的采集；拉线式位移传感器，用于滑坡监测面位移信号的采集。本专利技术一种用于三峡大坝坝体的滑坡监测与预警系统，技术效果如下：1：SIM模块采用SIM卡进行实时通讯，可以对故障区域进行实时定位。2：第一电源模块与第二电源模块采用风光互补发电系统，有效的弥补了滑坡监测地区用地不方便的问题。3：监控中心采用的预警方式包括网站公布、APP消息推送以及短信推送，简单有效并节省监测系统的成本。4：传感器节点系统与中继点节点系统的测点布置，有效的提高了监测预警装置的有效性。5：传感器节点系统、中继点节点系统与监测预警系统分别进行初级评估、中级评估、终极评估，是监测预警系统具有实时性，并有更高的效率。6：第一微处理器模块中特有算法采用多层次模糊综合评价体系，通过设定区域分块稳定性因素集U＝{u1,u2,…,un}，特征信号稳定因数ui＝{ui1,ui2,…,uim}，对每一个ui进行模糊综合判断，得出了有效评分结果。7：第二微处理器模块中特有算法采用SNESIM算法，通过对监测预警点周围情况进行模拟分析后与实际监测数据进行比对，得出了有效结果。8：监控中心含有专家系统，可以通过对原始数据资料库中的信息的调用与推理，得出结果，从而与步骤2中结果进行比对，得出了有效结果。附图说明图1为本专利技术的控制框图。图2为本专利技术中运用于多层次模糊综合的评价体系。图3为本专利技术中传感器节点系统、中继点节点系统的布置图。图4为本专利技术中运用于SNESIM算法的区域模块划分示意图。图5为本专利技术中运用于SNESIM算法的分析比对参量示意图。具体实施方式如图1所示，一种用于三峡大坝坝体的滑坡监测与预警系统，包括传感器节点系统、中继点节点系统、监测预警系统，所述传感器节点系统与中继点节点系统之间进行无线通信，中继点节点系统与监测预警系统之间通过4G网络通信。所述传感器节点系统包括依次连接的传感器模块1、数据采集模块2、数据转化模块3、第一处理器模块4、第一无线传输模块5。其中传感器模块1采用自制的微型孔隙压力传感器、微型土压力传感器、土壤水分传感器、振动传感器、拉线式位移传感器；数据采模块2采用XR440PocketLogger，数据转化模块3采用A/D转化器ADC0801，第一处理器模块4采用，第一无线微处理器STM32传输模块5采用无线传输芯片CC2530，所述中继点节点系统包括依次连接的第二无线传输模块6、调理电路7、A/D转化模块8、第二处理器模块9、SIM模块10。第二无线传输模块6无线传输芯片CC2530，调理电路采用XR440PocketLogger，A/D转化模块8采用A/D转化器ADC0801，第二处理器模块9采用8051单片机，SIM模块10采用SIM卡。所述监测预警系统包括监控中心11。监控中心11采用数据服务器主机(PC机)所述第二无线传输模块6接收第一无线传输模块5发出的无线信号，监控中心11接收SIM模块10发出的信号。所述传感器节点系统、中继点节点系统、监测预警系统分别连接第一电源模块、第二电源模块、第三电源模块；第一电源模块、第二电源模块采用风光互补发电系统，并通过全桥整流电路整流成稳定的直流电后，向传感器节点系统、中继点节点系统供电；第三电源模块采用220V交流电对监测预警系统供电。所述传感器节点系统包括：微型孔隙压力传感器，用于对滑坡监测面土壤孔隙水压力信号的采集；微型土压力传感器，用于对滑坡监测面土壤压力信号的采集；土壤水分传感器，用于对滑坡监测面含水量信号的采集；振动传感器，用于对滑坡监测面土壤振动信号的采集；拉线式位移传感器，用于滑坡监测面位移信号的采集。一种三峡大坝坝体的滑坡监测与预警方法，步骤1：用传感器节点系统对滑坡情况进行初级评估，传感器模块1对滑坡参数进行相应采集；数据采集模块2对传感器模块1数据进行滤波、放大处理，数据转化模块3对数据数据采集模块2传输的各种信号转化为数字信号后，传输到第一处理器模块4，由第一处理器模块4中特定算法处理后，将结果传输到第一无线传输模块5，由第一无线传输模块5将信号转化为无线信号进行传输，其中，当风险评估为优秀；0～20分、良好:20～40分时，第一处理器模块4只传输原始检测数据，当风险评估为普通与普通以下时，第一处理器模块4传输原始检测数据并发出报警信号与评估结果；步骤2：用中继点节点系统对滑坡情况进行中级评估，由第二无线传输模块6对第一无线传输模块5发出的无线信号进行接收，并传输到调理电路7进行滤波、放大处理后传输到A/D转化模块8，将信号转化为数字信号后传输到第二处理器模块9，由第二处理器模块9中特定算法处理后，将结果传输到SIM模块10，由SIM模块10对监测预警系统发出信号，其中，当中继点节点系统只收到一个或未收到传感器节点系统的预警信号时，中继点节点系统中第二处理器模块9不进行其特定算法，当中继点节点系统同时接收到两个传感器节点系统的预警信号时，中继点节点系统中第二处理器模块9进行特定算法，且当评价为优秀与良好时，中继点节点系统只向监测预警系统传递原始监测信号，否则，中继点节点系统向监测预警系统传递原始监本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于三峡大坝坝体的滑坡监测与预警系统，包括传感器节点系统、中继点节点系统、监测预警系统，所述传感器节点系统与中继点节点系统之间进行无线通信，中继点节点系统与监测预警系统之间通过4G网络通信，其特征在于：所述传感器节点系统包括依次连接的传感器模块(1)、数据采集模块(2)、数据转化模块(3)、第一处理器模块(4)、第一无线传输模块(5)；所述中继点节点系统包括依次连接的第二无线传输模块(6)、调理电路(7)、A/D转化模块(8)、第二处理器模块(9)、SIM模块(10)；所述监测预警系统包括监控中心(11)；所述第二无线传输模块(6)接收第一无线传输模块(5)发出的无线信号，监控中心(11)接收SIM模块(10)发出的信号。

【技术特征摘要】
1.一种用于三峡大坝坝体的滑坡监测与预警系统，包括传感器节点系统、中继点节点系统、监测预警系统，所述传感器节点系统与中继点节点系统之间进行无线通信，中继点节点系统与监测预警系统之间通过4G网络通信，其特征在于：所述传感器节点系统包括依次连接的传感器模块(1)、数据采集模块(2)、数据转化模块(3)、第一处理器模块(4)、第一无线传输模块(5)；所述中继点节点系统包括依次连接的第二无线传输模块(6)、调理电路(7)、A/D转化模块(8)、第二处理器模块(9)、SIM模块(10)；所述监测预警系统包括监控中心(11)；所述第二无线传输模块(6)接收第一无线传输模块(5)发出的无线信号，监控中心(11)接收SIM模块(10)发出的信号。2.根据权利要求1所述一种用于三峡大坝坝体的滑坡监测与预警系统，其特征在于：所述传感器节点系统、中继点节点系统、监测预警系统分别连接第一电源模块、第二电源模块、第三电源模块；第一电源模块、第二电源模块采用风光互补发电系统，并通过全桥整流电路整流成稳定的直流电后，向传感器节点系统、中继点节点系统供电；第三电源模块采用220V交流电对监测预警系统供电。3.根据权利要求1所述一种用于三峡大坝坝体的滑坡监测与预警系统，其特征在于：所述传感器节点系统包括：微型孔隙压力传感器，用于对滑坡监测面土壤孔隙水压力信号的采集；微型土压力传感器，用于对滑坡监测面土壤压力信号的采集；土壤水分传感器，用于对滑坡监测面含水量信号的采集；振动传感器，用于对滑坡监测面土壤振动信号的采集；拉线式位移传感器，用于滑坡监测面位移信号的采集。4.采用如权利要求1～3所述任意一种滑坡监测与预警系统的三峡大坝坝体的滑坡监测与预警方法，其特征在于：步骤1：用传感器节点系统对滑坡情况进行初级评估，传感器模块(1)对滑坡参数进行相应采集；数据采集模块(2)对传感器模块(1)数据进行滤波、放大处理，数据转化模块(3)对数据数据采集模块(2)传输的各种信号转化为数字信号后，传输到第一处理器模块(4)，由第一处理器模块(4)中特定算法处理后，将结果传输到第一无线传输模块(5)，由第一无线传输模块(5)将信号转化为无线信号进行传输，其中，当风险评估为优秀；0～20分、良好:20～40分时，第一处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱偲，程江洲，方烜，王灿霞，孙晶，王卓远，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42