一种基于物联网的泥石流预警系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于物联网的泥石流预警系统，所述系统包括雨水收集筒(1)、固定杆(2)、第一压力传感器(12)、竖直固定板(21)、水平固定板(22)、第二压力传感器(23)、第三压力传感器(24)、电子集成器(3)。本发明专利技术的系统能够进行两级泥石流预警，从而提高了预警的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的泥石流预警系统
本专利技术涉及泥石流预警
，具体涉及一种基于物联网的泥石流预警系统。
技术介绍
泥石流是指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。泥石流具有突然性以及流速快，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。因此，泥石流的预警极为重要。公开号为CN101398968A的中国专利文献公开了一种公路泥石流灾害预警方法，该方法包括如下步骤：1)采集泥石流流通区进口端的瞬时泥位信息，2)根据测得的泥位变化信息计算出泥石流流通区进口端泥石流流速v1，3)计算出泥石流流通区出口端的泥石流流速v2，4)根据泥石流流速v1和v2计算出流通区沟口桥涵处泥石流泥位高度hq，5)根据桥涵处泥石流泥位高度hq划分安全等级，根据安全等级，由告警系统作出相应处理。该专利可以实时地警报泥石流灾害，及时警示灾区内的车辆及行人安全避灾，从而减轻泥石流危险区公路交通损失，实现防灾减灾。公开号为CN104111091A的中国专利文献公开了一种泥石流力学参数监测系统及泥石流预警系统。针对现有技术中在泥石流发生预警中存在的缺陷，该专利首先提供了一种泥石流力学参数的监测系统。该系统利用监测断面D上获取的总应力监测值P与泥石流流深监测值h，实时计算监测泥石流重度γC与泥石流平均流速VC。优化设计中，系统根据流深监测值h与流深变化值Δh调整监控数据变频采集、发送。该专利还提供一种泥石流预警系统，根据泥石流峰值流量特征实现泥石流危险性的分级预警，并确定泥石流发生预期时间。该专利泥石流力学参数监测系统能够对泥石流流深、流速、峰值流量、重度等特征指标进行实时及变频监测、发送。该专利泥石流预警系统能够实现泥石流力学参数特征分析及泥石流发生预警。现有泥石流预警系统一般仅能在泥石流发生后才能进行预警，从而使救援和撤离时间极短，预警效果较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于物联网的泥石流预警系统，本专利技术的系统能够进行两级泥石流预警，从而提高了预警的效率。为实现上述目的，本专利技术提供一种基于物联网的泥石流预警系统，所述系统包括雨水收集筒和连接于所述雨水收集筒底部用于埋入坡面中的固定杆，所述雨水收集筒沿轴向竖直设置且顶部设置有雨水入口和底部设置有密封的底壁，所述底壁上设置有雨水出口，所述底壁的上方设置有第一压力传感器用于测定降雨量与雨水收集筒排水量之差所产生的压力P1，所述固定杆外周沿轴向延伸有多个竖直固定板，相邻竖直固定板之间设置有水平设置的水平固定板，所述竖直固定板的两侧面设置有第二压力传感器分别用于测定上方坡面对竖直固定板造成的压力P21和下方坡面对竖直固定板造成的压力P22，所述水平固定板的上下表面设置有第三压力传感器用于测定水平固定板上方土层对水平固定板所造成的压力P3，所述竖直固定板上方的固定杆中嵌入有电子集成器，所述电子集成器包括处理器、储存器、信号发射器和电池，所述处理器包括数据接收模块和数据处理模块，所述数据接收模块与所述第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器数据连接，所述数据接收模块与所述数据处理模块数据连接，所述数据处理模块与所述储存器和信号发射器数据连接，所述电池与所述处理器、储存器和信号发射器电连接，所述数据接收模块用于接收来自所述第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器的压力数据P1、P21、P22、P3并发送至数据处理模块中，所述数据处理模块用于进行如下处理步骤：计算dP1＝P1-P3并与预设压力阙值Px进行比较，若dP1的绝对值＞Px，则通过所述信号发射器向外界发送发出水土流失预警；计算dP2＝P21-P22并与预设压力阙值Py进行比较，若dP2的绝对值＞Py，则通过所述信号发射器向外界发送发出泥石流预警。可选的，所述雨水收集筒的顶部向上延伸有扩径段。可选的，所述扩径段中设置有沙石过滤网。可选的，所述雨水出口连接有用于排水的波纹管。可选的，所述竖直固定板为四片且交叉形成为X形，所述水平固定板为四片且共面。可选的，所述固定杆的底端为尖端且长度为5-20厘米。可选的，所述第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器均为压电式压力传感器。可选的，所述信号发射器为GPRS发射器。本专利技术具有如下优点：本专利技术的系统能够进行两级预警。雨水收集筒内的第一压力传感器压力用于模拟坡面积水对坡面所造成的压力，而第三压力传感器用于测量土层和坡面积水所造成的压力，通过雨水收集筒内的第一压力传感器压力和第三压力传感器的压力之差可以获取坡面上方泥土流失的情况，若该压力之差与坡面土层所形成的压力相差不大，则说明不存在大规模泥土流失情况，而若该压力之差的绝对值过大，则说明发生泥土流失情况，既可能是上方的泥土流失，也可能是第三压力传感器上方的泥土流失。该种泥土流失一般为泥石流发生的先兆，从而可以使有关人员及时获取预警进行加固坡面，Px可以为3-10cm土层所造成的压力。泥土流失一般发生在坡面的表层，而要发生泥石流则坡面内部的泥土发生大幅度的流动，为了进行第二级预警，通过第二压力传感器所测得的P21、P22的压力之差并与预设压力阙值比较即可获知是否发生大规模的泥土流动情况，从而发送泥石流预警，Py可以为50-100cm土层所造成的压力。附图说明图1是本专利技术提供的基于物联网的泥石流预警系统一种具体实施方式的结构示意图。图2是本专利技术提供的基于物联网的泥石流预警系统的一种安设示意图。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。如图1-2所示，本专利技术提供一种基于物联网的泥石流预警系统，所述系统包括雨水收集筒1和连接于所述雨水收集筒1底部用于埋入坡面中的固定杆2，所述雨水收集筒1沿轴向竖直设置且顶部设置有雨水入口和底部设置有密封的底壁11，所述底壁11上设置有雨水出口15，所述底壁11的上方设置有第一压力传感器12用于测定降雨量与雨水收集筒1排水量之差所产生的压力P1，所述固定杆2外周沿轴向延伸有多个竖直固定板21，相邻竖直固定板21之间设置有水平设置的水平固定板22，所述竖直固定板21的两侧面设置有第二压力传感器23分别用于测定上方坡面对竖直固定板21造成的压力P21和下方坡面对竖直固定板21造成的压力P22，所述水平固定板22的上下表面设置有第三压力传感器24用于测定水平固定板22上方土层对水平固定板22所造成的压力P3，所述竖直固定板21上方的固定杆2中嵌入有电子集成器3，所述电子集成器3包括处理器、储存器、信号发射器和电池，所述处理器3包括数据接收模块和数据处理模块，所述数据接收模块与所述第一压力传感器12、第二压力传感器23和第三压力传感器24数据连接，所述数据接收模块与所述数据处理模块数据连接，所述数据处理模块与所述储存器和信号发射器数据连接，所述电池与所述处理器、储存器和信号发射器电连接，所述数据接收模块用于接收来自所述第一压力传感器12、第二压力传感器23和第三压力传感器24的压力数据P1、P21、P22、P3并发送至数据处理模块中，所述数据处理模块用于进行如下处理步骤：1、计算dP1＝P1-P3并与预设压力阙值Px进行比较，若dP1的绝对值＞Px，则本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于物联网的泥石流预警系统，其特征在于，所述系统包括雨水收集筒(1)和连接于所述雨水收集筒(1)底部用于埋入坡面中的固定杆(2)，所述雨水收集筒(1)沿轴向竖直设置且顶部设置有雨水入口和底部设置有密封的底壁(11)，所述底壁(11)上设置有雨水出口(15)，所述底壁(11)的上方设置有第一压力传感器(12)用于测定降雨量与雨水收集筒(1)排水量之差所产生的压力P1，所述固定杆(2)外周沿轴向延伸有多个竖直固定板(21)，相邻竖直固定板(21)之间设置有水平设置的水平固定板(22)，所述竖直固定板(21)的两侧面设置有第二压力传感器(23)分别用于测定上方坡面对竖直固定板(21)造成的压力P21和下方坡面对竖直固定板(21)造成的压力P22，所述水平固定板(22)的上下表面设置有第三压力传感器(24)用于测定水平固定板(22)上方土层对水平固定板(22)所造成的压力P3，所述竖直固定板(21)上方的固定杆(2)中嵌入有电子集成器(3)，所述电子集成器(3)包括处理器、储存器、信号发射器和电池，所述处理器(3)包括数据接收模块和数据处理模块，所述数据接收模块与所述第一压力传感器(12)、第二压力传感器(23)和第三压力传感器(24)数据连接，所述数据接收模块与所述数据处理模块数据连接，所述数据处理模块与所述储存器和信号发射器数据连接，所述电池与所述处理器、储存器和信号发射器电连接，所述数据接收模块用于接收来自所述第一压力传感器(12)、第二压力传感器(23)和第三压力传感器(24)的压力数据P1、P21、P22、P3并发送至数据处理模块中，所述数据处理模块用于进行如下处理步骤：(1)、计算dP1＝P1‑P3并与预设压力阙值Px进行比较，若dP1的绝对值＞Px，则通过所述信号发射器向外界发送发出水土流失预警；(2)、计算dP2＝P21‑P22并与预设压力阙值Py进行比较，若dP2的绝对值＞Py，则通过所述信号发射器向外界发送发出泥石流预警。...

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的泥石流预警系统，其特征在于，所述系统包括雨水收集筒(1)和连接于所述雨水收集筒(1)底部用于埋入坡面中的固定杆(2)，所述雨水收集筒(1)沿轴向竖直设置且顶部设置有雨水入口和底部设置有密封的底壁(11)，所述底壁(11)上设置有雨水出口(15)，所述底壁(11)的上方设置有第一压力传感器(12)用于测定降雨量与雨水收集筒(1)排水量之差所产生的压力P1，所述固定杆(2)外周沿轴向延伸有多个竖直固定板(21)，相邻竖直固定板(21)之间设置有水平设置的水平固定板(22)，所述竖直固定板(21)的两侧面设置有第二压力传感器(23)分别用于测定上方坡面对竖直固定板(21)造成的压力P21和下方坡面对竖直固定板(21)造成的压力P22，所述水平固定板(22)的上下表面设置有第三压力传感器(24)用于测定水平固定板(22)上方土层对水平固定板(22)所造成的压力P3，所述竖直固定板(21)上方的固定杆(2)中嵌入有电子集成器(3)，所述电子集成器(3)包括处理器、储存器、信号发射器和电池，所述处理器(3)包括数据接收模块和数据处理模块，所述数据接收模块与所述第一压力传感器(12)、第二压力传感器(23)和第三压力传感器(24)数据连接，所述数据接收模块与所述数据处理模块数据连接，所述数据处理模块与所述储存器和信号发射器数据连接，所述电池与所述处理器、储存器和...

【专利技术属性】
技术研发人员：季宪军，陈国超，吴帅涛，
申请(专利权)人：南阳理工学院，
类型：发明
国别省市：河南,41