用于探测地质变化的无线传感器及包括其的系统技术方案

本公开提供了一种探测地质变化的无线传感器以及包括其的系统。该无线传感器包括：姿态检测模块，被配置为检测所述无线传感器的姿态；无线通信模块，被配置为以无线方式发送和/或接收消息；控制模块，与所述姿态检测模块和所述无线通信模块分别通信连接，并被配置为至少根据所述姿态检测模块检测到的姿态变化，来确定是否经由所述无线通信模块向外部发送指示所述无线传感器所在位置的地质变化的地质变化消息；以及外壳，将所述姿态检测模块、所述无线通信模块以及所述控制模块罩于其中。

【技术实现步骤摘要】
用于探测地质变化的无线传感器及包括其的系统
本公开总体上涉及地质灾害监测领域，且更具体地涉及用于探测地质变化的无线传感器及包括其的系统。
技术介绍
中国作为国土面积世界第三的国家，其地形地貌多种多样。相应地，中国的地质灾害种类齐全，按致灾地质作用的性质和发生处所进行划分，常见地质灾害共有12类、48种(数据来源：国土资源部地质环境管理司等，1998)。地质灾害的发育分布及其危害程度与地质环境背景条件(包括地形地貌、地质构造格局和新构造运动的强度与方式、岩土体工程地质类型、水文地质条件等)、气象水文及植被条件、人类经济工程活动及其强度等有着极为密切关系。作为地质灾害类型之一，山体滑坡、泥石流等无疑是地质灾害中严重影响人民生产、生活的一种。山体滑坡(或简称为“滑坡”)是指斜坡上的土体或者岩体，受河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下，沿着一定的软弱面或者软弱带，整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。运动的岩(土)体称为变位体或滑移体，未移动的下伏岩(土)体称为滑床。产生滑坡的基本条件是斜坡体前有滑动空间，两侧有切割面。例如中国西南地区，特别是西南丘陵山区，最基本的地形地貌特征就是山体众多，山势陡峻，土壤结构疏松，易积水，沟谷河流遍布于山体之中，与之相互切割，因而形成众多的具有足够滑动空间的斜坡体和切割面。广泛存在滑坡发生的基本条件，滑坡灾害相当频繁。因此，为了保障人民正常的生产生活活动，需要一种能够监测、预报山体滑坡等地质灾害的方案。
技术实现思路
为了至少解决或至少部分减轻上述问题，提出了根据本公开实施例的用于探测地质变化的无线传感器及包括其的系统。根据本公开的一个方面，提供了一种探测地质变化的无线传感器。该无线传感器包括：姿态检测模块，被配置为检测所述无线传感器的姿态；无线通信模块，被配置为以无线方式发送和/或接收消息；控制模块，与所述姿态检测模块和所述无线通信模块分别通信连接，并被配置为至少根据所述姿态检测模块检测到的姿态变化，来确定是否经由所述无线通信模块向外部发送指示所述无线传感器所在位置的地质变化的地质变化消息；以及外壳，将所述姿态检测模块、所述无线通信模块以及所述控制模块罩于其中。在一些实施例中，所述无线传感器还包括：电源模块，与所述姿态检测模块、所述无线通信模块以及所述控制模块电连接并向其供电。在一些实施例中，所述电源模块包括能够进行无线充电的电池和感应线圈。在一些实施例中，所述电源模块至少支持正常工作模式和节能工作模式。在一些实施例中，所述无线通信模块是支持包括以下至少一项在内的无线通信标准的无线通信模块：全球移动通信系统(GSM)、通用移动电信系统(UMTS)、长期演进(LTE)、以及第三代合作伙伴计划(3GPP)的第五代通信标准(5G)。在一些实施例中，所述无线传感器还包括：天线，与所述无线通信模块电连接，并被配置为在所述无线通信模块的控制下发送和/或接收无线信号。在一些实施例中，所述天线是全向天线。在一些实施例中，所述天线是印刷电路板(PCB)贴片天线。在一些实施例中，所述姿态检测模块包括以下至少一项：加速度计、陀螺仪、地磁计。在一些实施例中，所述外壳具有空心圆柱体的形状，以及所述姿态检测模块、所述无线通信模块和所述控制模块位于所述空心圆柱体的空腔中。在一些实施例中，所述外壳通过密封胶将所述姿态检测模块、所述无线通信模块以及所述控制模块密封于其空腔中。在一些实施例中，所述姿态检测模块、所述无线通信模块和/或所述控制模块位于所述空腔中的印刷电路板的第一表面上，以及电池位于所述印刷电路板的与所述第一表面相反的第二表面侧。在一些实施例中，所述外壳具有空心锥状体的形状，以及所述姿态检测模块、所述无线通信模块和所述控制模块位于所述空心锥柱体的空腔中。在一些实施例中，所述无线传感器还包括：辅助定位装置，固定于所述外壳的一个面上，用于辅助所述无线传感器固定于土壤中。在一些实施例中，所述辅助定位装置固定于具有空心柱状体形状的外壳的底面上，用于辅助所述无线传感器竖直固定于土壤中。在一些实施例中，所述辅助定位装置的远离所述外壳的一侧具有尖端。在一些实施例中，所述辅助定位装置由金属制成或掺有金属颗粒。在一些实施例中，所述无线传感器还包括：定向标记，设置于所述外壳的至少一个面上，用于在所述无线传感器的安装时辅助确定所述无线传感器的安装方向。在一些实施例中，所述无线传感器还包括：温度传感器，与所述控制模块通信连接，并被配置为检测所述无线传感器的温度和/或环境温度。在一些实施例中，所述温度传感器集成于所述姿态检测模块中。在一些实施例中，所述无线通信模块还包括标识模块，所述标识模块被配置为唯一标识所述无线传感器。在一些实施例中，所述标识模块是能够拆卸/安装的基于物联网(IoT)的订户标识模块(SIM)卡。在一些实施例中，所述标识模块是嵌入式订户标识模块(eSIM)。在一些实施例中，所述控制模块还被配置为：根据所述无线传感器内的设置参数，控制所述无线通信模块向外部上报所述无线传感器的当前状态。在一些实施例中，所述控制模块还被配置为：根据指示报告周期的第一设置参数，控制所述无线通信模块按所述报告周期向外部定期上报所述无线传感器的当前状态。在一些实施例中，所述控制模块还被配置为：根据指示所述姿态检测模块的工作状态的第二设置参数，控制所述姿态检测模块进入相应工作状态。在一些实施例中，所述控制模块还被配置为：在所述姿态检测模块进入正常工作状态的情况下，响应于所述姿态检测模块检测到的姿态变化超出与第三设置参数相对应的告警阈值，控制所述无线通信模块向外部发送指示所述无线传感器所在位置的地质变化的地质变化消息。在一些实施例中，所述控制模块还被配置为：响应于根据所述无线传感器内的一个或多个第四设置参数所确定的以下至少一项异常，控制所述无线通信模块向外部上报所述无线传感器的异常状态：温度异常；电量异常；无线信号质量异常；以及姿态检测模块异常。在一些实施例中，所述控制模块还被配置为：响应于根据所述无线传感器内的设置参数所确定的以下至少一项异常清除，控制所述无线通信模块不向外部继续上报所述无线传感器的异常状态：温度异常清除；电量异常清除；无线信号质量异常清除；以及姿态检测模块异常清除。在一些实施例中，所述设置参数是能够由外部服务器来远程设置的。在一些实施例中，所述设置参数包括以下至少一项：设备版本、设备重启标志、工作模式、上报周期、加速度告警阈值、加速度消息绑定数目、告警间隔、高温异常告警阈值、高温异常清除阈值、低温异常告警阈值、低温异常清除阈值、无线信号异常告警阈值、以及无线信号异常清除阈值、电量告警阈值。在一些实施例中，所述地质变化消息包括以下字段中的至少一项：通信协议版本、设备识别码、时间戳、事件类型、消息分段编号、三轴位移、三轴角度、电量、以及温度。在一些实施例中，所述控制模块还被配置为根据以下至少一项复位机制来复位所述无线传感器：看门狗；响应于无线通信模块在预定时间内未向网络注册成功而复位；响应于无线通信模块连续通信失败预定次数而复位；以及响应于无线通信模块预定时间内未接收到外部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种探测地质变化的无线传感器，包括：/n姿态检测模块，被配置为检测所述无线传感器的姿态；/n无线通信模块，被配置为以无线方式发送和/或接收消息；/n控制模块，与所述姿态检测模块和所述无线通信模块分别通信连接，并被配置为至少根据所述姿态检测模块检测到的姿态变化，来确定是否经由所述无线通信模块向外部发送指示所述无线传感器所在位置的地质变化的地质变化消息；以及/n外壳，将所述姿态检测模块、所述无线通信模块以及所述控制模块罩于其中。/n

【技术特征摘要】
20190129 CN PCT/CN2019/0737551.一种探测地质变化的无线传感器，包括：
姿态检测模块，被配置为检测所述无线传感器的姿态；
无线通信模块，被配置为以无线方式发送和/或接收消息；
控制模块，与所述姿态检测模块和所述无线通信模块分别通信连接，并被配置为至少根据所述姿态检测模块检测到的姿态变化，来确定是否经由所述无线通信模块向外部发送指示所述无线传感器所在位置的地质变化的地质变化消息；以及
外壳，将所述姿态检测模块、所述无线通信模块以及所述控制模块罩于其中。


2.根据权利要求1所述的无线传感器，还包括：
电源模块，与所述姿态检测模块、所述无线通信模块以及所述控制模块电连接并向其供电。


3.根据权利要求2所述的无线传感器，其中，所述电源模块包括能够进行无线充电的电池和感应线圈。


4.根据权利要求2所述的无线传感器，其中，所述电源模块至少支持正常工作模式和节能工作模式。


5.根据权利要求1所述的无线传感器，其中，所述无线通信模块是支持包括以下至少一项在内的无线通信标准的无线通信模块：全球移动通信系统(GSM)、通用移动电信系统(UMTS)、长期演进(LTE)、以及第三代合作伙伴计划(3GPP)的第五代通信标准(5G)。


6.根据权利要求1所述的无线传感器，还包括：
天线，与所述无线通信模块电连接，并被配置为在所述无线通信模块的控制下发送和/或接收无线信号。


7.根据权利要求6所述的无线传感器，其中，所述天线是全向天线。


8.根据权利要求6所述的无线传感器，其中，所述天线是印刷电路板(PCB)贴片天线。


9.根据权利要求1所述的无线传感器，其中，所述姿态检测模块包括以下至少一项：加速度计、陀螺仪、地磁计。


10.根据权利要求1所述的无线传感器，其中，所述外壳具有空心圆柱体的形状，以及所述姿态检测模块、所述无线通信模块和所述控制模块位于所述空心圆柱体的空腔中。


11.根据权利要求10所述的无线传感器，其中，所述外壳通过密封胶将所述姿态检测模块、所述无线通信模块以及所述控制模块密封于其空腔中。


12.根据权利要求10所述的无线传感器，其中，所述姿态检测模块、所述无线通信模块和/或所述控制模块位于所述空腔中的印刷电路板的第一表面上，以及电池位于所述印刷电路板的与所述第一表面相反的第二表面侧。


13.根据权利要求1所述的无线传感器，其中，所述外壳具有空心锥状体的形状，以及所述姿态检测模块、所述无线通信模块和所述控制模块位于所述空心锥柱体的空腔中。


14.根据权利要求1所述的无线传感器，还包括：
辅助定位装置，固定于所述外壳的一个面上，用于辅助所述无线传感器固定于土壤中。


15.根据权利要求14所述的无线传感器，其中，所述辅助定位装置固定于具有空心柱状体形状的外壳的底面上，用于辅助所述无线传感器竖直固定于土壤中。


16.根据权利要求14或15所述的无线传感器，其中，所述辅助定位装置的远离所述外壳的一侧具有尖端。


17.根据权利要求14至16中任一项所述的无线传感器，其中，所述辅助定位装置由金属制成或掺有金属颗粒。


18.根据权利要求1所述的无线传感器，还包括：
定向标记，设置于所述外壳的至少一个面上，用于在所述无线传感器的安装时辅助确定所述无线传感器的安装方向。


19.根据权利要求1所述的无线传感器，还包括：
温度传感器，与所述控制模块通信连接，并被配置为检测所述无线传感器的温度和/或环境温度。


20.根据权利要求19所述的无线传感器，其中，所述温度传感器集成于所述姿态检测模块中。


21.根据权利要求1所述的无线传感器，其中，所述无线通信模块还包括标识模块，所述标识模块被配置为唯一标识所述无线传感器。


22.根据权利要求21所述的无线传感器，其中，所述标识模块是能够拆卸/安装的基于物联网(Iot)的订户标识模块(SIM)卡。


23.根据权利要求21所述的无线传感器，其中，所述标识模块是嵌入式订户标识模块(eSIM)。


24.根据权利要求1所述的无线传感器，其中，所述控制模块还被配置为：
根据所述无线传感器内的设置参数，控制所述无线通信模块向外部上报所述无线传感器的当前状态。


25.根据权利要求24所述的无线传感器，其中，所述控制模块还被配置为：
根据指示报告周期的第一设置参数，控制所述无线通信模块按所述报告周期向外部定期上报所述无线传感器的当前状态。


26.根据权利要求24所述的无线传感器，其中，所述控制模...

【专利技术属性】
技术研发人员：何云程，党彦平，刘宁民，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE