基于物联网的无线分布式地质灾害监测数据采集系统技术方案

本发明专利技术涉及地质灾害监测领域，提供基于物联网的无线分布式地质灾害监测数据采集系统及方法，用于解决地质灾害监测数据的获取较为困难的问题。本发明专利技术提供的基于物联网的无线分布式地质灾害监测数据采集系统，包括：云服务器；通信接口，所述通信接口同所述云服务器连接；通信服务模块，所述通信服务模块同所述通信接口连接；数据采集模块，所述数据采集模块包括多个传感器和现场数据采集终端，多个所述传感器同所述现场数据采集终端连接，所述数据采集模块同所述通信服务模块连接。可以远程获取数据，实现对多个不良地质体的有效监控，避免现场发生地质灾害。

【技术实现步骤摘要】
基于物联网的无线分布式地质灾害监测数据采集系统
本专利技术涉及地质灾害监测领域，具体涉及基于物联网的无线分布式地质灾害监测数据采集系统。
技术介绍
变形安全监测技术是典型的跨学科、跨领域技术，融合土木工程、测绘工程、工程地质与水文地质、岩土工程及计算机科学等多学科的知识，在岩土工程（基坑工程、边坡工程、软土地基处理工程）、地质工程（地质灾害，如：滑坡、崩塌、地沉陷）、结构工程（建筑物、构筑物、隧道等）等多个工程领域中应用广泛。其目的是通过多期测量岩土体、结构物等工程对象及其周边环境的位移、倾斜、受力、渗流等工程物理量，了解监测对象的变化发展过程并分析其安全状态（稳定性），提供安全预警及为工程设计、施工提供数据支持。在上述多个工程领域中虽然各自对于变形安全监测的技术要求存在差异，但变形安全监测的基本方法是通用的。当前常用的变形安全监测手段有采用全站仪、水准仪、三维激光扫描等仪器设备的监控测量方法，采用摄像头、无人机三维摄像方法及基于GPS卫星定位测量方法等。但是这些手段的数据采集及后处理均依赖人工操作，外业工作时间长、内业数据处理工作量庞大、效率低，更无法满足部分工程领域（如地质灾害）长时期、高监测频、数据分析及预警时效性等要求。当前基于GNSS定位的自动化监测方法存在前端设备体积大、成本高、部署不灵活（有顶部净空、供电、通信、防雷等要求）、精度不足、测量因素单一等不足。当前还有部分基于传感器的自动化监测系统，前端数据采集部分与后端数据处理服务器之间需要通过专网连接，这种架构硬件成本高、建设工程量大，部署不灵活。此外，当前的自动化监测系统普遍还存在不同类型的前端数据采集设备与后端数据处理软件自成体系（各体系不能相互兼容，集成难度高，可靠性差）、后端数据处理软件无法按照行业规范要求实现数据可视化、联动预警、自动报表等业务功能。如何实现现场数据的有效采集是亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题为地质灾害监测数据的获取较为困难的问题，提供基于物联网的无线分布式地质灾害监测数据采集系统。为了解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：基于物联网的无线分布式地质灾害监测数据采集系统，包括：云服务器；通信接口，所述通信接口同所述云服务器连接；通信服务模块，所述通信服务模块同所述通信接口连接；数据采集模块，所述数据采集模块包括多个传感器和现场数据采集终端，多个所述传感器同所述现场数据采集终端连接，所述数据采集模块同所述通信服务模块连接。数据采集模块将现场的数据传递给通讯服务模块，由通讯服务模块传递给上级云平台；通讯服务模块也可以从上级云平台获取指令，从而可以远程控制数据的采集。可以远程获取数据，实现对多个不良地质体的有效监控，避免现场发生地质灾害。优选地，所述通信服务模块包括：设备连接管理模块，所述数据采集模块同所述设备连接管理模块连接；处理模块，所述设备连接管理模块同所述处理模块连接，所述处理模块同通讯接口连接。处理摸块都采集上来的数据进行处理后传递到云平台，设备连接管理模块连接现场设备，对设备进行控制。优选地，所述设备连接管理模块包括：设备列表建立模块，所述设备列表建立模块同所述数据采集模块连接，所述设备列表建立模块接收数据采集模块发来的登录、注册及心跳指令，解析指令得到数据采集终端的身份信息及公网IP地址、端口号信息，建立设备地址列表；设备列表维护模块，所述设备列表维护模块同所述设备列表建立模块连接，所述设备列表维护模块判断现场数据采集终端是否在线、IP地址是否改变、是否回传数据等信息；下发模块，所述下发模块同所述处理模块连接，所述下发模块同所述设备列表维护模块连接，所述下发模块从所述处理模块接收指令，将指令根据设备地址列表发送给对应的数据采集模块。设备列表建立模块建立设备所处地址的列表，设备列表维护模块对设备地址列表进行维护，下发模块传递指令给现场设备。优选地，所述处理模块包括：时间队列建立模块，所述时间队列建立模块同所述通信接口连接，所述时间队列建立模块通过所述通信接口从云服务器接收数据采集指令，所述时间队列建立模块为收到的数据采集指令建立时间队列，将时间队列传递给设备连接管理模块。时间队列建立模块建立时间队列，依次发出一批或几批数据采集指令。优选地，所述处理模块包括：统计处理模块，所述统计处理模块同所述数据采集模块连接，所述统计处理模块包括：预处理模块，所述与处理模块对数据采集模块采集的数据进行预处理，包括但不限于对同个设备连续多批次的数据进行取平均值、取中位数、低通滤波、高斯滤波、卡尔曼滤波；数据初步处理模块，所述数据初步处理模块同所述预处理模块连接，所述数据初步处理模块将经过预处理的数据进一步处理后得到初步计算结果。统计处理模块对数据进行处理，得到噪声较低的数据，并根据降噪后的数据计算可用的数据。优选地，所述处理模块包括：报警模块，所述报警模块统计传感器未回复数据的次数，次数超过预设阈值后发出报警信息。优选地，所述数据采集模块还包括供电模组，所述供电模组包括：太阳能板，所述太阳板将太阳能转化为电能；支架，所述支架用于支撑太阳能板；控制器，所述控制器用于控制供电模组的运行；输出模块，所述输出模块用于输出电能所述太阳能板同支架连接，所述控制器同太阳能板连接，所述太阳能板同所述支架连接，所述控制器同所述太阳能板电性连接，所述输出模块同所述控制器电性连接。优选地，所述控制器同锂电池组电性连接，所述锂电池组同所述输出模块电性连接，所述锂电池组同库仑计电性连接；所述控制器、所述输出模块、所述库仑计、所述锂电池组集成在配电箱中，所述配电箱的箱体为防水箱体，所述配电箱同所述支架可分离的连接。优选地，所述传感器包括压力感应式静力水准仪；多个所述静力水准仪架设在不良地质体上，多个所述静力水准仪之间通过传输管路连接，所述传输管路包括输水管、输气管和电缆，所述输水管两端连接有储水箱，所述输气管一端封闭，所述输气管另一端连接气源，多个所述静力水准仪通过所述输水管、所述输气管连通，多个所述静力水准仪之间通过电缆电性连接；所述静力水准仪同所述现场数据采集终端连接。优选地，所述传感器包括倾角传感器；所述倾角传感器同固定杆连接，所述固定杆的末端穿过潜在滑移面。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果为：可以远程获取数据，实现对多个不良地质体的有效监控，避免现场发生地质灾害。通过上述数据采集系统架构，让所有部署在地质灾害现场能够被独立寻址的普通物理传感器形成互联互通的网络，并通过创新的设备现场部署方法、供电方法及无线通信组网，极大地降低了地质灾害现场监测数据的获取难度，通过实时数据采集提升了监测数据积累数量，为后续分析提供了充分的数据资源。通过多种滤波方式提升测量结果的精度。附图说明图1为基于物联网的无线分布式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于物联网的无线分布式地质灾害监测数据采集系统，其特征在于，包括：/n云服务器；/n通信接口，所述通信接口同所述云服务器连接；/n通信服务模块，所述通信服务模块同所述通信接口连接；/n数据采集模块，所述数据采集模块包括多个传感器和现场数据采集终端，多个所述传感器同所述现场数据采集终端连接，所述数据采集模块同所述通信服务模块连接。/n

【技术特征摘要】
1.基于物联网的无线分布式地质灾害监测数据采集系统，其特征在于，包括：
云服务器；
通信接口，所述通信接口同所述云服务器连接；
通信服务模块，所述通信服务模块同所述通信接口连接；
数据采集模块，所述数据采集模块包括多个传感器和现场数据采集终端，多个所述传感器同所述现场数据采集终端连接，所述数据采集模块同所述通信服务模块连接。


2.根据权利要求1所述的基于物联网的无线分布式地质灾害监测数据采集系统，其特征在于，所述通信服务模块包括：
设备连接管理模块，所述数据采集模块同所述设备连接管理模块连接；
处理模块，所述设备连接管理模块同所述处理模块连接，所述处理模块同通讯接口连接。


3.根据权利要求2所述的基于物联网的无线分布式地质灾害监测数据采集系统，其特征在于，所述设备连接管理模块包括：
设备列表建立模块，所述设备列表建立模块同所述数据采集模块连接，所述设备列表建立模块接收数据采集模块发来的登录、注册及心跳指令，解析指令得到数据采集终端的身份信息及公网IP地址、端口号信息，建立设备地址列表；
设备列表维护模块，所述设备列表维护模块同所述设备列表建立模块连接，所述设备列表维护模块判断现场数据采集终端是否在线、IP地址是否改变、是否回传数据等信息；
下发模块，所述下发模块同所述处理模块连接，所述下发模块同所述设备列表维护模块连接，所述下发模块从所述处理模块接收指令，将指令根据设备地址列表发送给对应的数据采集模块。


4.根据权利要求1所述的基于物联网的无线分布式地质灾害监测数据采集系统，其特征在于，所述处理模块包括：
时间队列建立模块，所述时间队列建立模块同所述通信接口连接，所述时间队列建立模块通过所述通信接口从云服务器接收数据采集指令，所述时间队列建立模块为收到的数据采集指令建立时间队列，将时间队列传递给设备连接管理模块。


5.根据权利要求1所述的基于物联网的无线分布式地质灾害监测数据采集系统，其特征在于，所述处理模块包括：
统计处理模块，所述统计处理模块同所述数据采集模块连接，所述统计处理模块包括：
预处理模块，所述与处理模块对数据采集模块采集的数据进行预处理，包括但不限...

【专利技术属性】
技术研发人员：林兴立，张世元，胡荣，卢祺焕，
申请(专利权)人：广州翰南工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44