基于WSN的坝堤渗漏监测预警系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于WSN的坝堤渗漏监测预警系统，包括1个连接有WSN模块的上位机和N个连接有WSN模块的现场监测仪器；现场监测仪器通过与其连接的插入坝堤地表的16根探针获取坝堤监测信号，经预处理、采样、抗混滤波、频谱细化、谱线搜索后得到坝堤渗漏的频域特征信息并通过WSN网络传送到上位机，上位机软件通过实时监测数据的处理、分析与综合可定性分析坝堤内部结构变化情况，定量计算坝堤渗漏水的埋藏深度、渗漏水量。本发明专利技术的有益效果在于：能在低成本前提下获得较高工作效率，可以清晰地监测到坝堤内部分界线和确定渗漏点的位置，且设备轻便、应用广泛。

【技术实现步骤摘要】
基于WSN的坝堤渗漏监测预警系统
本专利技术涉及一种灾害监测仪器，尤其是一种基于WSN的坝堤渗漏监测预警系统。
技术介绍
堤坝是堤和坝的总称谓，也泛指防水拦水的建筑物和构筑物。传统的堤坝主要有两大类：土石坝和混凝土坝；近年来，大型堤坝都采用高科技的钢筋水泥建筑。土石坝是用土或石头建造的宽坝，因为底部承受的水压比顶部的大的多，所以底部较顶部宽；土石坝多是横越大河建成的，用的都是既普通又便宜的材料；由于物料较松散，能承受地基的动摇，但水会慢慢渗入堤坝，降低堤坝的坚固程度，常会在堤坝表面加上一层防水的黏土，或设计一些通道，让一部分的水流走。混凝土坝多用混凝土建成，通常建筑在深而窄的山谷，因为只有混凝土才能承受堤坝底部的高水压；混凝土坝可以细分为混凝土重力坝、混凝土拱坝、混凝土支墩坝等，混凝土坝的主要特点是利用自身的重量来支撑水体压力。堤身渗漏和基础管涌是河流、水库、湖区防洪工程中出现的两种最常见也是破坏性最大的地质灾害。河流、水库、湖区堤身渗漏和基础管涌的产生，除受外在水动力条件的控制外，堤身和基础的工程地质条件是最重要的因素。就管涌而言，地下水回水造成堤内地面涌水一般有三种情况：（1）当本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于WSN的坝堤渗漏监测预警系统，包括1个连接有WSN模块的上位机和N个连接有WSN模块的现场监测仪器；其特征在于：所述现场监测仪器由信号接入单元、特征提取与信号转换单元、CPU单元和WSN模块组成，信号接入单元在CPU单元控制下通过与其连接的插入坝堤地表的16根探针获取坝堤监测信号并输出到特征提取与信号转换单元，特征提取与信号转换单元在CPU单元控制下从监测信号中提取坝堤渗漏信息并转换为数字信号后送CPU单元，CPU单元对监测数字信号进行滤波、频谱细化、谱线搜索后得到坝堤渗漏的频域特征信息并通过WSN网络传送到上位机，上位机软件通过实时监测数据的处理、分析与综合可对坝堤渗漏进行定性、定量...

【技术特征摘要】
1.一种基于WSN的坝堤渗漏监测预警系统，包括1个连接有WSN模块的上位机和N个连接有WSN模块的现场监测仪器；其特征在于：所述现场监测仪器由信号接入单元、特征提取与信号转换单元、CPU单元和WSN模块组成，信号接入单元在CPU单元控制下通过与其连接的插入坝堤地表的16根探针获取坝堤监测信号并输出到特征提取与信号转换单元，特征提取与信号转换单元在CPU单元控制下从监测信号中提取坝堤渗漏信息并转换为数字信号后送CPU单元，CPU单元对监测数字信号进行滤波、频谱细化、谱线搜索后得到坝堤渗漏的频域特征信息并通过WSN网络传送到上位机，上位机软件通过实时监测数据的处理、分析与综合可对坝堤渗漏进行定性、定量分析。2.根据权利要求1所述的基于WSN的坝堤渗漏监测预警系统，其特征在于：所述现场监测仪器的信号接入单元包括16根探针接口、16通道信号耦合电路、通道选择开关、输入适配电路、50Hz陷波电路、低通滤波电路和两个2选1开关，16根探针获取的坝堤监测信号经探针接口、信号耦合电路连接至通道选择开关的输入端，通道选择开关的输出连接至输入适配电路的输入端，输入适配电路的输出直接和经50Hz陷波电路连接至前2选1开关的输入端，前2选1开关的输出直接和经低通滤波电路连接至后2选1开关的输入端，后2选1开关的输出连接到特征提取与信号转换单元；通道选择和两个2选1开关是在CPU单元控制下进行工作的。3.根据权利要求1所述的基于WSN的坝堤渗漏监测预警系统，其特征在于：所述现场监测仪器的特征提取与信号转换单元包括前可控增益放大器、带通可选滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄采伦，南茂元，王靖，吴亮红，周博文，王安琪，田勇军，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43