【技术实现步骤摘要】
一种基于降雨环境的岩溶洞穴内气压的监测系统及方法
本专利技术属于地质监测领域，具体涉及一种基于降雨环境的岩溶洞穴内气压的监测系统及方法。
技术介绍
岩溶山区的大型崩滑灾害体经长期强烈的抬升运动与河流侵蚀，褶皱的两翼及核部山体呈现出中上部厚层-巨厚层灰岩地层陡倾，下部页岩、泥岩地层平缓的“靴状”地貌形态，加之下部煤层、铝土矿层的开采，成为大型层状岩质崩滑灾害的高发区，给山区居民生命财产与重大工程安全带来巨大损失。崩滑灾害的发生多数情况下是由于岩溶洞穴中的气压变化引起的。另外，岩溶山区等地质条件下进行地质勘探、资源开采或构建大型建筑物时，需要在岩溶中建设管道辅助设施。大型岩溶管道系统非常复杂，岩溶管道内部的气压变化会造成岩溶管道内部发生结构变化，并引起由岩溶管道造成的崩滑地质灾害。因此，对岩溶洞穴内气压进行实时在线监测，有助于获取岩溶地质条件下崩滑灾害体的活动状态及管道内部气体压力的动态变化，为研判岩溶灾害提供重要的数据支撑。现有技术中，对于岩溶洞穴内气压的监测方法一般采用固定周期实现对岩溶气压变化的监测。公开号...
【技术保护点】
1.一种基于降雨环境的岩溶洞穴内气压的监测系统，其特征在于，所述监测系统包括：降雨量预判层、传感器层、信号调理层、数据采集层、通讯传输层、数据分析层、供电层；其中，/n所述降雨量预判层直接与传感器层相连，包括雨量传感器和阈值判断模块，雨量传感器和阈值判断模块中间设置信号调理层接口；所述传感器层同时与信号调理层相连，信号调理层与数据采集层相连，数据采集层通过通讯传输层与数据分析层通讯，供电层为降雨量预判层、传感器层、信号调理层、数据采集层及通讯传输层供电；/n当非降雨环境时，雨量传感器及阈值判断模块无数据，传感器层、信号调理层、数据采集层和通讯传输层工作在低功耗模式；/n当降...
【技术特征摘要】
1.一种基于降雨环境的岩溶洞穴内气压的监测系统，其特征在于，所述监测系统包括：降雨量预判层、传感器层、信号调理层、数据采集层、通讯传输层、数据分析层、供电层；其中，
所述降雨量预判层直接与传感器层相连，包括雨量传感器和阈值判断模块，雨量传感器和阈值判断模块中间设置信号调理层接口；所述传感器层同时与信号调理层相连，信号调理层与数据采集层相连，数据采集层通过通讯传输层与数据分析层通讯，供电层为降雨量预判层、传感器层、信号调理层、数据采集层及通讯传输层供电；
当非降雨环境时，雨量传感器及阈值判断模块无数据，传感器层、信号调理层、数据采集层和通讯传输层工作在低功耗模式；
当降雨环境时，雨量传感器监测实时雨量，阈值判断模块对雨量进行分级判断，并根据所判断的雨量级别，自适应调整传感器层的工作模式，使传感器层的工作模式与当前雨量级别相适应；同时传感器层联动信号调理层和数据采集层，数据采集层根据接收到的来自信号调理层的调理后的实时监测数据，自适应调整工作模式，进入实时监控和实时传输阶段，将实时采集的监测数据样本上传给数据分析层；数据分析层根据接收到的采集数据，计算存在水流柱体时岩溶洞穴内的气压。
2.根据权利要求1所述的基于降雨环境的岩溶洞穴内气压的监测系统，其特征在于，传感器层至少包括水位传感器和气压传感器，所述传感器设置在岩溶洞穴现场。
3.根据权利要求1所述的基于降雨环境的岩溶洞穴内气压的监测系统，其特征在于，信号调理层通过IO接口电路与雨量传感器相连，通过RS485接口电路与水位传感器相连，通过高精度AD转化电路与气压传感器相连。
4.根据权利要求1所述的基于降雨环境的岩溶洞穴内气压的监测系统，其特征在于，数据采集层采用嵌入式微处理器进行数据采集。
5.根据权利要求1所述的基于降雨环境的岩溶洞穴内气压的监测系统，其特征在于，通讯传输层用于将数据采集层的采样数据发送给数据分析层，采用混合组网模式。
6.根据权利要求5所述的基于降雨环境的岩溶洞穴内气压的监测系统，其特征在于，所述混合组网模式，为低功耗窄带物联网NB_IOT无线传感网、4G无线通信公众网及北斗通信网互为补充的混合通信网络；通讯过程中，当存在移动传输网络时，通过NB_IOT或4G通信网络将监测数据传输到数据分析层；当不存在移动传输网...
【专利技术属性】
技术研发人员：李滨，王晨辉，高杨，贺凯，
申请(专利权)人：中国地质科学院地质力学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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