一种基于边缘计算的物联网地质灾害监测方法和系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种基于边缘计算的物联网地质灾害监测方法和系统，其中，所述方法通过信号发生装置向目标监测区域辐射电磁场，信号采集装置采集目标监测区域在电磁场辐射下的电磁响应信号，边缘计算设备基于电磁响应信号，初步评估目标监测区域的当前地质灾害风险情况，在当前地质灾害风险情况满足预设的风险条件时，唤醒所有监测设备，并控制信号发生装置和信号采集装置关闭，边缘计算设备基于所有监测设备采集的监测数据评估当前的地质灾害等级，在当前的地质灾害等级满足报警条件时，将当前的地质灾害等级发送至云平台和用户终端，这样，各个监测设备在大部分时间内处于休眠状态，降低了功耗，从而降低了地质灾害监测成本。测成本。测成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于边缘计算的物联网地质灾害监测方法和系统


[0001]本专利技术涉及物联网
，特别是涉及一种基于边缘计算的物联网地质灾害监测方法和系统。

技术介绍

[0002]地质灾害包括自然因素或者人为活动引发的危害人民生命和财产安全的山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害。目前，一般通过多种类型的监测设备（如裂缝计、雨量计等）进行实时地质灾害监测，所有监测设备都处于工作状态，因此造成所有监测设备的功耗较高，从而导致地质灾害监测的成本较高。
[0003]如中国专利公开号为CN115035690A所公开的一种地质灾害监测预警方法，其公开了在滑坡体安装自动化监测设备，并使其通过有线或无线传输装置与远程监测控制系统进行双向数据传输和控制；在监测系统中对滑坡灾害隐患点和自动化监测设备进行唯一编码；根据危险等级对滑坡体进行分区，并采用不同的颜色对其进行现场和监测系统内滑坡平面图的标记；在所有自动化监测设备上设置警报器，在监测系统中设定每个监测设备的预警阈值，当监测设备的监测数值超过阈值时，激活其上警报器，警报器显示对应危险等级的颜色。这一类现有技术是采用实时对监测仪进行数据采集，并进行分析，其需要所有监测设备处于工作状态，造成能耗高，系统计算压力大，监测本成较高。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于边缘计算的物联网地质灾害监测方法和系统。可避免现有技术中地质灾害监测的成本较高的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种基于边缘计算的物联网地质灾害监测方法，包括以下步骤：S1：启动信号发生装置，以使所述信号发生装置向目标监测区域辐射电磁场；S2：启动信号采集装置，以使所述信号采集装置采集所述目标监测区域在所述电磁场辐射下的电磁响应信号，并将所述电磁响应信号发送至边缘计算设备；S3：所述边缘计算设备根据所述电磁响应信号，初步评估所述目标监测区域的当前地质灾害风险情况；S4：在所述当前地质灾害风险情况满足预设的风险条件时，所述边缘计算设备唤醒所有用于监测所述目标监测区域的监测设备，并控制所述信号发生装置和所述信号采集装置关闭；S5：所述边缘计算设备接收所有所述监测设备采集的监测数据，并基于所述监测数据，评估当前的地质灾害等级；步骤S6，在当前的地质灾害等级满足报警条件时，所述边缘计算设备将所述当前的地质灾害等级发送至云平台和用户终端。
[0006]其中，所述监测设备包括以下至少一种：位移传感器、土压力传感器、孔隙水压计、
雨量计、测斜仪、裂缝计、泥位传感器、土壤温湿度传感器、地声传感器、次生传感器、振动传感器、监控摄像机。
[0007]其中，所述S3具体包括步骤：所述边缘计算设备获取在当前时刻往前的预设时间范围内的采集到的各个历史电磁响应信号，得到包含多个历史电磁响应信号的比对集合；所述边缘计算设备将所述电磁响应信号与所述比对集合中的各个历史电磁响应信号进行比对；当所述电磁响应信号与所述比对集合中的各个历史电磁响应信号之间的偏差程度均大于预设的偏差范围时，初步确定所述目标监测区域的当前地质灾害风险情况为高风险；当所述电磁响应信号与所述比对集合中的各个历史电磁响应信号之间的偏差程度均小于等于预设的偏差范围时，初步确定所述目标监测区域的当前地质灾害风险情况为低风险。
[0008]其中，所述S4中的预设的风险条件为初步确定所述目标监测区域的当前地质灾害风险情况为高风险。
[0009]其中，所述S5具体包括步骤：所述边缘计算设备接收所有所述监测设备采集的监测数据；所述边缘计算设备将所述监测数据输入预先训练好的地质灾害评估模型，得到当前的地质灾害等级。
[0010]其中，所述S6中还包括步骤：所述云平台将与所述目标监测区域相距预设距离范围的区域划分为风险区域；所述云平台向所述风险区域对应的边缘计算设备发送唤醒指令，以使所述边缘计算设备根据所述唤醒指令唤醒所述风险区域内的所有监测设备。
[0011]相应地，本专利技术实施例还提供了一种基于边缘计算的物联网地质灾害监测系统，包括信号发生装置、信号采集装置、边缘计算设备、监测设备、云平台和用户终端；所述信号发生装置用于向目标监测区域辐射电磁场；所述信号采集装置用于采集所述目标监测区域在电磁场辐射下的电磁响应信号，并将所述电磁响应信号发送至边缘计算设备；所述边缘计算设备用于：基于所述电磁响应信号，初步评估所述目标监测区域的当前地质灾害风险情况；在所述当前地质灾害风险情况满足预设的风险条件时，唤醒所有用于监测所述目标监测区域的监测设备，并控制所述信号发生装置和所述信号采集装置关闭；接收所有所述监测设备采集的监测数据，并基于所述监测数据，评估当前的地质灾害等级；在当前的地质灾害等级满足报警条件时，将所述当前的地质灾害等级发送至云平台和用户终端。
[0012]作为优选方案，所述边缘计算设备基于所述电磁响应信号，初步评估所述目标监测区域的当前地质灾害风险情况，具体包括：所述边缘计算设备获取在当前时刻往前的预设时间范围内的采集到的各个历史
电磁响应信号，得到包含多个历史电磁响应信号的比对集合；所述边缘计算设备将所述电磁响应信号与所述比对集合中的各个历史电磁响应信号进行比对；当所述电磁响应信号与所述比对集合中的各个历史电磁响应信号之间的偏差程度均大于预设的偏差范围时，初步确定所述目标监测区域的当前地质灾害风险情况为高风险；当所述电磁响应信号与所述比对集合中的各个历史电磁响应信号之间的偏差程度均小于等于预设的偏差范围时，初步确定所述目标监测区域的当前地质灾害风险情况为低风险。
[0013]作为优选方案，所述预设的风险条件为初步确定所述目标监测区域的当前地质灾害风险情况为高风险。
[0014]作为优选方案，所述监测设备包括以下至少一种：位移传感器、土压力传感器、孔隙水压计、雨量计、测斜仪、裂缝计、泥位传感器、土壤温湿度传感器、地声传感器、次生传感器、振动传感器、监控摄像机。
[0015]实施本专利技术实施例，具有如下有益效果：本专利技术实施例提供了一种基于边缘计算的物联网地质灾害监测方法和系统，其中，所述方法通过信号发生装置向目标监测区域辐射电磁场，信号采集装置采集所述目标监测区域在电磁场辐射下的电磁响应信号，并将所述电磁响应信号发送至边缘计算设备，边缘计算设备基于所述电磁响应信号，初步评估所述目标监测区域的当前地质灾害风险情况，在所述当前地质灾害风险情况满足预设的风险条件时，所述边缘计算设备唤醒所有用于监测所述目标监测区域的监测设备，并控制所述信号发生装置和所述信号采集装置关闭，所述边缘计算设备接收所有所述监测设备采集的监测数据，并基于所述监测数据，评估当前的地质灾害等级，在当前的地质灾害等级满足报警条件时，所述边缘计算设备将所述当前的地质灾害等级发送至云平台和用户终端，这样，当边缘计算设备通过信号发生装置和信号采集装置检测到当前地质灾害风险情况满足预设的风险条件时，才唤醒所有监测设备，从而使得各个监测设备在大部分时间内可处于休眠状态，大大降低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘计算的物联网地质灾害监测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：启动信号发生装置，以使所述信号发生装置向目标监测区域辐射电磁场；S2：启动信号采集装置，以使所述信号采集装置采集所述目标监测区域在所述电磁场辐射下的电磁响应信号，并将所述电磁响应信号发送至边缘计算设备；S3：所述边缘计算设备根据所述电磁响应信号，初步评估所述目标监测区域的当前地质灾害风险情况；S4：在所述当前地质灾害风险情况满足预设的风险条件时，所述边缘计算设备唤醒所有用于监测所述目标监测区域的监测设备，并控制所述信号发生装置和所述信号采集装置关闭；S5：所述边缘计算设备接收所有所述监测设备采集的监测数据，并基于所述监测数据，评估当前的地质灾害等级；步骤S6，在当前的地质灾害等级满足报警条件时，所述边缘计算设备将所述当前的地质灾害等级发送至云平台和用户终端。2.根据权利要求1所述的基于边缘计算的物联网地质灾害监测方法，其特征在于，所述监测设备包括以下至少一种：位移传感器、土压力传感器、孔隙水压计、雨量计、测斜仪、裂缝计、泥位传感器、土壤温湿度传感器、地声传感器、次生传感器、振动传感器、监控摄像机。3.根据权利要求2所述的基于边缘计算的物联网地质灾害监测方法，其特征在于，所述S3具体包括步骤：所述边缘计算设备获取在当前时刻往前的预设时间范围内的采集到的各个历史电磁响应信号，得到包含多个历史电磁响应信号的比对集合；所述边缘计算设备将所述电磁响应信号与所述比对集合中的各个历史电磁响应信号进行比对；当所述电磁响应信号与所述比对集合中的各个历史电磁响应信号之间的偏差程度均大于预设的偏差范围时，初步确定所述目标监测区域的当前地质灾害风险情况为高风险；当所述电磁响应信号与所述比对集合中的各个历史电磁响应信号之间的偏差程度均小于等于预设的偏差范围时，初步确定所述目标监测区域的当前地质灾害风险情况为低风险。4.根据权利要求3所述的基于边缘计算的物联网地质灾害监测方法，其特征在于，所述S4中的预设的风险条件为初步确定所述目标监测区域的当前地质灾害风险情况为高风险。5.根据权利要求4所述的基于边缘计算的物联网地质灾害监测方法，其特征在于，所述S5具体包括步骤：所述边缘计算设备接收所有所述监测设备采集的监测数据；所述边缘计算设备将所述监测数据输入预先训练好的地质灾害评估模型，得到当前的地质灾害等级。6.根据权利要求5所述的基于边缘计算的物联网...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹东彬，闫敬文，郑伟发，
申请(专利权)人：汕头大学，
类型：发明
国别省市：