一种基于物联网技术的边坡湿度监测方法技术

本发明专利技术公开一种基于物联网技术的边坡湿度监测方法，属于工程安全监测技术领域。本发明专利技术为边坡提供长期的湿度监测，系统由现场监测设备和远程分析设备组成，现场检测设备由固定式测温湿度仪、ZigBee无线传输模块、GPRS无线传输模块和太阳能电池供电模块组成，由于采用了无线传输和分布式供电技术，实现了现场零布线。大大节约了投入成本，便于日后维护和检修；远程分析设备是由带有专用数据处理软件的PC机组成；整个系统中贴片式温湿度传感器测量到边坡的温湿度后传送给ZigBee无线传输模块再传输到GPRS无线传输模块，最后由GPRS无线传输模块发送给带有专用数据处理软件的PC机上对数据进行分析处理。数据进行分析处理。数据进行分析处理。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网技术的边坡湿度监测方法


[0001]本专利技术公开一种基于物联网技术的边坡湿度监测方法，属于工程安全监测


技术介绍

[0002]边坡按成因可分为自然边坡和人工边坡，自然边坡的形成多是因为地壳隆起或者下陷过程中造成的，人工边坡是由于人类的活动而形成的。边坡按组成物质可大致分为岩质边坡和土质边坡；土质边坡的失稳滑坡并不像岩质滑坡明显，且土质滑坡广泛分布在国家的各个地理位置，不易察觉；边坡岩土体是性质极其复杂的地质介质；长期的地质作用使其成为天然界最复杂的材料之一；它的力学特性参数、结构面分布规律、工程性质等都是复杂的、多变的，呈时空化的，具有强烈的不确定性；为了反映边坡岩土真实力学、检验设计施工的可靠性和处治后边坡的稳定状态，边坡工程防治监测具有极其重要的意义。
[0003]影响滑坡因素诸多，有自然因素和人为因素，其中自然因素中尤为重的降雨导致的含水率升高，随之导致土壤容重改变，后导致倾角、位移等多数值改变从而影响边坡失稳。所以，含水率的监测尤为重要。
[0004]目前的边坡安全检测都是利用传感器加采集处理设备的模式，这种模式存在着很多的缺点，现场需要布设大量的传输线，增加了很多劳动量和资金投入，数据不稳定，不能及时监测、报警，而且还不便与日后的维护和维修。并且影响不同地区滑坡的因素各有不同，针对性不强。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于从边坡工程实际特点及安全需求出发，考虑边坡工程的前沿发展，提出“基于物联网技术的边坡湿度监测方法”，旨在建立一种全覆盖、高精度、信息完整的实时、无线、远程山区边坡安全预警系统；无线传感网络具有体积小、覆盖面大、能耗低、精度高、寿命长及无线传输的优势；针对边坡工程特征，采用无线传感网络，可突破传统边坡安全监测的不足，更加透彻感应和度量边坡的真实性态，极大的推动边坡工程安全监测的智能化；通过终端系统对边坡监测原始信息的系统分析与处理，实现山区边坡安全预警的实时可视化，确保边坡工程的安全，减少经济损失，保障人民生命安全。
[0006]本专利技术在数据传输和供电上突破了目前的有线传输和有线供电的局限性，借助当今影响力越来越的物联网和太阳能供电这两大技术，实现了现场“零布线”的检测方案，对影响边坡安全的一个重要因素含水率、固定式测温湿度仪、GPRS 无线传输模块等设备做了系统的监测。
[0007]本专利技术通过以下技术方案来实现：一种基于物联网技术的边坡湿度监测方法，具体包括以下步骤：（1）固定式测温湿度仪固定在边坡的各个监测上，固定式测温湿度仪将信号传给Zigbee无线传输模块，由ZigBee无线传输模块把分散的固定式测斜仪阵列组成网络；
（2）通过ZigBee无线传输模块将监测数据传输给GPRS无线传输模块，最终由GPRS模块传送到PC机上由专业软件进行分析。
[0008]优选的，本专利技术所述方法在边坡的顶部区域、边坡的中部区域、边坡的底部区域内皆布置固定式测温湿度仪。
[0009]优选的，本专利技术所述固定式测温湿度仪型由SCA100T 探头及信号调理部分、24位AD的MCU及算法实现部分和RS185传输三部分组成，其中SHT11贴片型温湿度传感器核心部件采用湿敏电容。
[0010]优选的，本专利技术所述Zigbee无线传输模块由MCU、ZigBee收发器、RS485通信模块和电源四部分组成。
[0011]优选的，本专利技术所述GPRS无线传输模块型由五部分组成，无线MCU控制器、RS485传输模块、太阳能电池供电模块、RF模块接口和SIM模块、GPRS模块。
[0012]优选的，本专利技术所述方法所有设备的供电均采用太阳能电池模块供电；整个系统中固定式测斜仪的输入电压为5V～10V，功率为0.15w ~0.3w。
[0013]优选的，本专利技术所述信号经过GPRS无线传输模块传输到专用PC机，其中有两个过程，一是GPRS无线传输模块和PC机的通信，二是对传入的数据进行分析处理；第一个过程是由PC机查找GPRS无线传输模块中的SIM模块的动态IP地址实现通信；第二个过程是由通过专用数据分析软件解析输入的数据最后得出边坡的安全状况。
[0014]本专利技术的有益效果：目前的边坡安全检测都是利用传感器加采集处理设备的模式，这种模式存在着很多的缺点，现场需要布设大量的传输线，增加了很多劳动量和资金投入，数据不稳定，不能及时监测、报警，而且还不便与日后的维护和维修；并且影响不同地区滑坡的因素各有不同，针对性不强。本专利技术在数据传输和供电上突破了目前有线传输和有线供电的局限性，实现了“零布线”的检测、监测；且目前市面中大多数传感器不能感应因为人为因素全面分析滑坡产生因素和自然影响；本专利技术通过温湿度传感器等一系列监测设备能直观清晰分析自然因素对山体的影响，并做出综合判断和预警；报警直观、迅速、可靠。
附图说明
[0015]图1是基于物联网技术的边坡湿度监测系统框图。
[0016]图2是基于物联网技术的边坡湿度监测系统信号传输图。
[0017]图3是固定式测温湿度仪结构图。
[0018]图4是ZigBee无线传输模块结构图。
[0019]图5 是GPRS无线传输模块结构图。
[0020]图6 是基于物联网技术的边坡湿度监测系统的安装图。
具体实施方式
[0021]下面结合具体实施例本专利技术作进一步的详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于所述内容。
[0022]实施例1一种基于物联网技术的边坡湿度监测方法，在基于物联网技术的边坡倾斜度监测
系统中，主要是由现场监测设备和远程分析系统两部分组成。
[0023]系统整体框图如图1所示是现场监测设备包括了固定式温湿度仪网络阵列、ZigBee无线组网系统、GPRS远程无线数据传输模块和太阳能电池供电模块四部分组成，远程分析设备由专用PC机和配套的软件构成。
[0024]在物联网技术支持下由ZigBee无线传输模块把分散的文时段传感器阵列组成网络，再传输给GPRS无线传输模块，最终由GPRS模块传送到PC机上由专业软件进行分析；系统的数据流向如图2基于物联网技术的边坡湿度监测系统信号传输图所示，信号是由固定式测温湿度仪传给Zigbee无线传输模块再传给GPRS无线传输模块最终传给PC机；整个系统的现场实施如图6基于物联网技术的边坡湿度监测系统的安装图所示，固定式测温湿度仪固定在边坡的各个监测点上，通过Zigbee无线传输模块采集各个点的数据，最后连成网络，再由GPRS无线传输模块传送给PC机。
[0025]因此，本专利技术的技术方案为，一种基于物联网技术的边坡湿度监测方法，该监测系统包括固定式测温湿度仪网络阵列、Zigbee无线组网系统、GPRS远程无线数据传输模块和太阳能电池供电模块，远程分析设备由专用PC机和配套的软件构成，其特征在于:由Zigbee无线传输模块把分散的固定式测温湿度仪阵列组成网络，将监测数据传输给GPRS无线传输模块，最终由GPRS模块传送到PC机上由专业软件进行分析，其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网技术的边坡湿度监测方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）固定式测温湿度仪固定在边坡的各个监测上，固定式测温湿度仪将信号传给Zigbee无线传输模块，由ZigBee无线传输模块把分散的固定式测斜仪阵列组成网络；（2）通过ZigBee无线传输模块将监测数据传输给GPRS无线传输模块，最终由GPRS模块传送到PC机上由专业软件进行分析。2.根据权利要求1所述基于物联网技术的边坡湿度监测方法，其特征在于：在边坡的顶部区域、边坡的中部区域、边坡的底部区域内皆布置固定式测温湿度仪。3.根据权利要求2所述基于物联网技术的边坡湿度监测方法，其特征在于：固定式测温湿度仪型由SCA100T 探头及信号调理部分、24位AD的MCU及算法实现部分和RS185传输三部分组成，其中SHT11贴片型温湿度传感器核心部件采用湿敏电容。4.根据权利要求1所述基于物联网技术的边坡湿度监测方法，其特征在于：Zigbee无线传输模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘彦君，曾春平，马琨，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：