一种高效的山体滑坡实时监测系统技术方案

一种高效的山体滑坡实时监测系统，包括山体状态监测装置、基站设备和远程监测中心，所述山体状态监测装置包括多个传感器节点和簇首节点，传感器节点用于对山体环境数据进行感知和获取，并将获得的山体环境数据通过簇首节点发送至基站设备，所述基站设备汇聚各簇首节点发送的山体环境数据进行处理后转发至远程监测中心，远程监测中心对接收到的山体环境数据进行存储，并采用神经网络模型得到山体存在滑坡现象的评估值，当评估值低于设定的安全阈值时即进行报警。本发明专利技术有益效果为：将无线传感器网络应用到山体滑坡监测系统中，通过传感器数据实时采集、可靠传输、节点自组织以及数据远程传输的功能实现了山体滑坡的实时监测。

【技术实现步骤摘要】
一种高效的山体滑坡实时监测系统
本专利技术创造涉及山体安全监测领域，具体涉及一种高效的山体滑坡实时监测系统。
技术介绍
我国是一个地质灾害多发的国家，据统计，我国每年因山体滑坡灾害造成的各种经济损失高达几十亿元，死亡人数上千人，山体滑坡灾害严重威胁人民的生命财产安全。而现有的山体滑坡监测技术方法设备成本高、性能差、实时性低等因素严重影响监测设备的大范围布置及监测效果。无线传感器网络作为一种全新的信息获取手段，已广泛应用到生活与生产的各个领域，这使无线传感器网络应用于山体滑坡监测成为可能。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术旨在提供一种高效的山体滑坡实时监测系统。本专利技术创造的目的通过以下技术方案实现：一种高效的山体滑坡实时监测系统，包括山体状态监测装置、基站设备和远程监测中心，所述山体状态监测装置包括多个传感器节点和簇首节点，传感器节点用于对山体环境数据进行感知和获取，并将获得的山体环境数据通过簇首节点发送至基站设备，所述基站设备汇聚各簇首节点发送的山体环境数据进行处理后转发至远程监测中心，远程监测中心用于对接收到的山体环境数据进行存储，并采用神经网络模型根据所述山体环境数据得到山体存在滑坡现象的评估值，当评估值低于设定的安全阈值时即进行报警。本专利技术创造的有益效果：将无线传感器网络应用到山体滑坡监测系统中，通过传感器数据实时采集、可靠传输、节点自组织以及数据远程传输的功能实现了山体环境数据的有效的采集和传输，对无线传感器网络采用非均匀分簇路由算法，有效的降低了网络能耗，提高了组网灵活性，从而延长了无线传感器网络的生存周期。附图说明利用附图对专利技术创造作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术创造的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是本专利技术结构示意图；附图标记：山体状态监测装置1；基站设备2；远程监测中心3；数据存储单元31；神经网络单元32；报警单元33。具体实施方式结合以下实施例对本专利技术作进一步描述。参见图1，本实施例的一种高效的山体滑坡实时监测系统，包括山体状态监测装置1、基站设备2和远程监测中心3，所述山体状态监测装置1包括多个传感器节点和簇首节点，传感器节点用于对山体环境数据进行感知和获取，并将获得的山体环境数据通过簇首节点发送至基站设备2，所述基站设备2汇聚各簇首节点发送的山体环境数据进行处理后转发至远程监测中心3，远程监测中心3用于对接收到的山体环境数据进行存储，并采用神经网络模型根据所述山体环境数据得到山体存在滑坡现象的评估值，当评估值低于设定的安全阈值时即进行报警。优选地，所述远程监测中心3包括数据存储单元31、神经网络单元32和报警单元33，所述数据处理存储单元31用于对接收到的山体环境数据进行存储，所述神经网络单元32用于根据接收到的山体环境数据得到山体存在滑坡现象的评估值，当评估值低于设定的安全阈值时即令报警单元33进行报警。本优选实施例将无线传感器网络应用到山体滑坡监测系统中，通过传感器数据实时采集、可靠传输、节点自组织以及数据远程传输的功能实现了山体环境数据的有效的采集和传输，对无线传感器网络采用非均匀分簇路由算法，有效的降低了网络能耗，提高了组网灵活性，从而延长了无线传感器网络的生存周期。优选地，山体状态监测装置采用分簇路由算法从多个传感器节点中动态地选出簇首节点，所述多个传感器节点包括一次性传感器节点和可充电式传感器节点，当传感器节点i为一次性传感器节点时，则传感器节点i成为簇首的权值当传感器节点i为可充电式传感器节点时，则传感器节点i成为簇首的权值(其中，u(i)为传感器节点i的节点密度，e(i)为传感器节点i的剩余能量值，为传感器节点i下个周期内可补充的能量值，E(i)为传感器节点i的初始能量值，c(i)为传感器节点i收到的重传次数，C(max)表示最大重传次数，和τ为权重系数，且)。本优选实施例在分簇路由算法中采用基于权值的方式选举簇首节点，定义的权值的计算方法使得选举出来的簇首具有较高的能量值和较好的通信质量，此外，针对网络中存在两种不同类型的传感器的情况，分别定义了相应的权值计算方法，增加了可充电式传感器节点成为簇首的机会，从而使得选举出的簇首具有较长的使用周期。优选地，当簇头选举完成后，未成为簇头的传感器节点计算加入各簇头的概率值大小，选择具有最大概率值的簇头节点加入，设传感器节点i加入簇头节点cj的概率为则的计算公式为：式中，e(cj)为簇头节点cj的剩余能量值，为簇头节点cj在下个周期内可补充的能量值，N(cj,g)为簇头节点cj和基站节点通信一次所消耗的能量值，N(i,cj)为传感器节点i和簇头节点cj通信一次所消耗的能量值，l(i,cj)为传感器节点i和簇头节点cj之间的距离，Lmax(i)为传感器节点i和簇头节点之间距离的最大值，α、β、γ和δ分别为各项的权重，t(cj)为已经加入簇头节点cj的传感器节点数，T(cj)表示限定的可加入簇头节点cj的最大传感器节点数，且T(cj)的计算公式为：式中，T0表示簇头节点初始化时设定的传感器节点数，e(cj)为簇头节点cj的剩余能量值，E(cj)为簇头节点cj的初始能量值，l(cj,g)表示簇头节点cj到基站的距离，D(max)表示各簇头节点到基站的距离的最大值，D(min)表示各簇头节点到基站的距离的最小值。本优选实施例根据簇头的剩余能量值和簇头距离基站的距离实时调整可加入簇头节点的最大传感器数，避免了因加入较多非簇头节点而导致的簇头节点负担过重而过早死亡的缺陷，从而延长了簇头节点的使用周期；在非簇头节点选择簇头加入时，综合考虑了簇头节点的剩余能量、簇头和非簇头节点之间的距离和通信能耗、簇头和基站之间的通信能耗、以及簇内的传感器节点数目，从而保证了整个网络的负载均衡，并且使得簇内的传感器节点数目相对比较均匀。最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案，而非对本专利技术保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本专利技术作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本专利技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的实质和范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效的山体滑坡实时监测系统，其特征是，包括山体状态监测装置、基站设备和远程监测中心，所述山体状态监测装置包括多个传感器节点和簇首节点，传感器节点用于对山体环境数据进行感知和获取，并将获得的山体环境数据通过簇首节点发送至基站设备，所述基站设备汇聚各簇首节点发送的山体环境数据进行处理后转发至远程监测中心，远程监测中心对接收到的山体环境数据进行存储，并采用神经网络模型根据所述山体环境数据得到山体存在滑坡现象的评估值，当评估值低于设定的安全阈值时即进行报警。

【技术特征摘要】
1.一种高效的山体滑坡实时监测系统，其特征是，包括山体状态监测装置、基站设备和远程监测中心，所述山体状态监测装置包括多个传感器节点和簇首节点，传感器节点用于对山体环境数据进行感知和获取，并将获得的山体环境数据通过簇首节点发送至基站设备，所述基站设备汇聚各簇首节点发送的山体环境数据进行处理后转发至远程监测中心，远程监测中心对接收到的山体环境数据进行存储，并采用神经网络模型根据所述山体环境数据得到山体存在滑坡现象的评估值，当评估值低于设定的安全阈值时即进行报警。2.根据权利要求1所述的一种高效的山体滑坡实时监测系统，其特征是，所述远程监测中心包括数据存储单元、神经网络单元和报警单元，所述数据处理存储单元用于对接收到的山体环境数据进行存储，所述神经网络单元用于根据接收到的山体环境数据得到山体存在滑坡现象的评估值，当评估值低于设定的安全阈值时即令报警单元进行报警。3.根据权利要求2所述的一种高效的山体滑坡实时监测系统，其特征是，山体状态监测装置采用分簇路由算法从多个传感器节点中动态地选出簇首节点，所述多个传感器节点包括一次性传感器节点和可充电式传感器节点，当传感器节点i为一次性传感器节点时，则传感器节点i成为簇首的权值当传感器节点i为可充电式传感器节点时，则传感器节点i成为簇首的权值(其中，u(i)为传感器节点i的节点密度，e(i)为传感器节点i...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳桓轩科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44