基于物联网的地震应急防灾方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了基于物联网的地震应急防灾方法及系统，所述方法包括以下步骤：S1，传感节点利用三轴加速度传感器记录地震波数据并进行判定得到判定结果；S2，嵌入式网关获取该判定结果并利用少数服从多数的原则进行地震应急决策；S3，如果地震达到危险级别，则嵌入式网关向执行节点发送应急指令，执行节点分别利用继电器和燃气电磁阀自动切断电路和气路。本发明专利技术中执行节点通过利用具有自组织性质的物联网在地震达到危险级别的情况下自动实时的切断电路和气路，从而有效防止地震次生灾害的发生，减小地震灾害的损失，并且使居民生命财产免受次生灾害的影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基于物联网的地震应急防灾方法及系统，属于物联网信息

技术介绍
物联网是在计算机互联网的基础上，利用传感器网络、RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet Of Things”。在这个网络中，物品(商品) 彼此能够进行交流，而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术，通过无线数据链路、计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。物联网具有的三大特点是1.无线通信；2.网络自组织；3.能量自供。最近几年，世界各国多次发生破坏性较大的地震，如2008年5月12日的四川汶川 8级地震，2010年1月12日的海地7. 3级地震和2011年3月11日的日本9级地震等。这些地震的发生，给当地带来了极大的灾害，而且地震后的次生灾害也是很严重的，比如易燃易爆物的引燃造成的火灾、爆炸或由于管道破坏造成的毒气泄露等。虽然我们无法控制地震这样的自然灾害所造成的直接损失，但是我们却可以采取有效的方案来降低地震后次生灾害的发生，从而降低地震灾害的整体损失。对于家庭来说，由地震引起的比较严重的次生灾害就是电路漏电导致易燃易爆物引燃造成的火灾及气路漏气(包括天然气及煤气等的泄露)造成的严重爆炸及人员中毒现象。现有的技术中，在地震后只能是人工的去关掉电路气路的闸门来防止漏电及漏气进而防止其引起的次生灾害，但是，地震后由于房屋等坍塌，导致人工的去关掉电路气路的闸门非常不方便而且这样操作的话，也大大增加了人员的危险性，因此可操作性低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供基于物联网的地震应急防灾方法及系统，它可以在地震发生后，利用物联网实时的自动切断电路和气路，有效防止地震后次生灾害的发生，从而减小地震灾害的损失，并且使居民生命财产免受次生灾害的影响。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案基于物联网的地震应急防灾方法，包括以下步骤Si，传感节点利用三轴加速度传感器记录地震波数据并进行判定得到判定结果；S2，嵌入式网关获取该判定结果并利用少数服从多数的原则进行地震应急决策；S3，如果地震达到危险级别，则嵌入式网关向执行节点发送应急指令，执行节点分别利用继电器和燃气电磁阀自动切断电路和气路。所述的气路包括天然气管道和煤气管道。前述的基于物联网的地震应急防灾方法中，所述方法还包括S4，如果地震未达到危险级别，则嵌入式网关丢弃这些数据，不发送应急指令。前述的基于物联网的地震应急防灾方法中，步骤Sl中所述的传感节点包括三轴加速度传感器模块，用于采集地震波数据，所述的三轴加速度传感器模块包括三轴加速度传感器；处理器模块，用于存储和处理相关数据，其中，所述的处理相关数据是指对地震波数据进行判定并得到判定结果；无线通信模块，用于与嵌入式网关进行无线通信；能量供应模块，用于为三轴加速度传感器模块、处理器模块及无线通信模块提供运行所需的能量；能量供应模块通过印刷线路分别连接三轴加速度传感器模块、处理器模块和无线通信模块，处理器模块通过印刷线路分别连接三轴加速度传感器模块和无线通信模块。前述的基于物联网的地震应急防灾方法中，步骤Sl所述的地震波数据包括地震波的振幅和周期。前述的基于物联网的地震应急防灾方法中，步骤Sl所述的进行判定是指判断地震波的振幅是否超过所设定的阈值。所述的少数服从多数的原则是指多个三轴加速度传感器中，判定地震波的幅度超过所设定的阈值的个数与没超过所设定的阈值的个数相比，如果超过所设定阈值的个数多，则地震达到危险级别，反之，则地震未达到危险级别。前述的基于物联网的地震应急防灾方法中，步骤S3中所述的执行节点包括执行模块，用于为执行节点提供其与继电器及燃气电磁阀连接的接口电路；处理器模块，用于接收应急指令，并分别利用继电器和燃气电磁阀自动切断电路和气路；无线通信模块，用于与嵌入式网关进行无线通信；能量供应模块，用于为执行模块、处理器模块及无线通信模块提供运行所需的能量；能量供应模块通过印刷线路分别连接执行模块、处理器模块和无线通信模块，处理器模块通过印刷线路分别连接执行模块和无线通信模块。实现前述方法的基于物联网的地震应急防灾系统，包括传感节点、嵌入式网关、执行节点、电路、气路、继电器及燃气电磁阀，嵌入式网关通过自身的无线收发器分别与传感节点和执行节点进行无线连接，执行节点通过导线或者电线分别连接继电器和燃气电磁阀，电器和燃气电磁阀分别接在电路和气路中。所述的气路包括天然气管道和煤气管道。所述的继电器采用北京灵通公司的S2123(固态继电器，所述的燃气电磁阀采用奥博龙安防公司的DN-15或DN-20燃气电磁阀。前述的基于物联网的地震应急防灾系统中，所述的传感节点包括三轴加速度传感器模块，用于采集地震波数据，所述的三轴加速度传感器模块包括三轴加速度传感器；处理器模块，用于存储和处理相关数据，其中，所述的处理相关数据是指对地震波数据进行判定并得到判定结果；无线通信模块，用于与嵌入式网关进行无线通信；能量供应模块，用于为三轴加速度传感器模块、处理器模块及无线通信模块提供运行所需的能量；能量供应模块通过印刷线路分别连接三轴加速度传感器模块、处理器模块和无线通信模块，处理器模块通过印刷线路分别连接三轴加速度传感器模块和无线通信模块。前述的基于物联网的地震应急防灾系统中，所述的执行节点包括执行模块，用于为执行节点提供其与继电器及燃气电磁阀连接的接口电路；处理器模块，用于接收应急指令，并分别利用继电器和燃气电磁阀自动切断电路和气路；无线通信模块，用于与嵌入式网关进行无线通信；能量供应模块，用于为执行模块、处理器模块及无线通信模块提供运行所需的能量；能量供应模块通过印刷线路分别连接执行模块、处理器模块和无线通信模块，处理器模块通过印刷线路分别连接执行模块和无线通信模块。前述的基于物联网的地震应急防灾系统中，所述的三轴加速度传感器模块采用飞思卡尔公司的MMA7260Q，处理器模块和无线通信模块采用德州仪器公司的CC2430，能量供应模块采用两节5号电池和电池盒，采用上述型号的模块可以使传感节点中的各个硬件模块中的信号完全匹配，而且使本系统的成本较低，有利于在家庭大力推广应用。前述的基于物联网的地震应急防灾系统中，所述的执行模块采用漏极开路的门电路7407，处理器模块和无线通信模块采用德州仪器公司的CC2430，能量供应模块采用两节 5号电池和电池盒，采用上述型号的模块可以使执行节点中的各个硬件模块中的信号完全匹配，而且使本系统的成本较低，有利于在家庭大力推广应用。与现有技术相比，本专利技术可以在地震时所有的其他网络都遭到破坏的情况下，利用物联网的可以进行无线通信和能量自供并且可以根据情况进行自组织的优点，来自动实时的切断电路和气路，从而有效防止了地震次生灾害的发生，减小了地震灾害的损失，进而减少了国家和人民的生命财产的损失。据统计，汶川大地震我国直接的经济损失是8451 亿，其中因为次生灾害就损失了观17亿。那么采用本专利技术后，其所带来的影响不仅为国家减少巨额的经济损失，还大大增加了人民百姓的生命安全指数。另外，本专利技术中的三轴加速度传感器模块采用飞思卡尔公司的MMA7260Q，执行模块采用漏极开路的门电路7407，处理器模块和无线通信模块采用德州仪器公司的CC243本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．基于物联网的地震应急防灾方法，其特征在于，包括以下步骤：Ｓ１，传感节点利用三轴加速度传感器记录地震波数据并进行判定得到判定结果；Ｓ２，嵌入式网关获取该判定结果并利用少数服从多数的原则进行地震应急决策；Ｓ３，如果地震达到危险级别，则嵌入式网关向执行节点发送应急指令，执行节点分别利用继电器和燃气电磁阀自动切断电路和气路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪晋宽，刘志刚，
申请(专利权)人：东北大学秦皇岛分校，
类型：发明
国别省市：13