本发明专利技术提供了一种山洪泥石流龙头流速电磁波监测设备及系统，所述设备包括电磁波测速探头，用于将采集的电磁波信号发送；模数转换模块，用于将接收的电磁波信号进行模数转换成数字信号并发送；外部时钟，用于为主控模块提供时间信息；主控模块，用于将接收的数字信号和获取的时间信息整合后发送给监测数据处理模块；监测数据处理模块，用于将经过整合的数据发送给Zigbee模块；Zigbee模块，用于将整合的数据通过Zigbee网络上传。本发明专利技术能够长时间在野外监测是否发生山洪泥石流并及时测取山洪泥石流龙头流速，将数据发送给数据接收终端，不受外界环境影响且安装精度要求较低，组网成本较小且不受移动通讯网络限制，还不受短信服务器容量和终端SIM卡容量的限制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种山洪泥石流龙头流速电磁波监测设备及系统，属于地质安全监测
技术介绍
水体是山洪泥石流的组成部分，又是激发因素，主要来自降雨。降雨激发山洪泥石流，一是前期降雨和一次连续降雨共同作用，二是前期降雨和最大一小时降雨量起主导激发作用。山顶土体含水量饱和，土体下面的岩层裂隙中的压力水体的压力剧增。当遇到暴雨时，能量迅速累积，致使原有土体的平衡被破坏，土体和岩层裂隙中的压力水体冲破表面覆盖层，瞬间从山体中上部倾泻而下，造成山洪和泥石流。山洪泥石流在沟道里的运动形式一般呈阵性波状，以一阵一阵的形式非连续性非稳定性的运动。每个阵性波的长短不一，均可分为三个部分:前端、中断和尾端，即龙头、龙身和龙尾。在运动过程中，龙头怎是多股流体翻滚交错，中间较高的部分泥浆飞溅，流速较快，其两边较薄，而比较薄的两边呈扇形在残留层上爬行。龙头的表面流速大于底面流速，龙头的上部被拉伸，形成逆坡，造成部分泥石流体悬空，悬空的物质在重力的作用下降落至残留层表面，龙头前部速度变小，同时底面的部分物质被揭起补充到泥石流的龙头后部，落到残留层的物质被速度快的龙头后部推挤到后面，填补揭去的物质，而龙头的后部变成前部，恢复到最初的状态。现有的针对山洪泥石流龙头流动的动态要素的监测技术及措施主要包括激光测速技术和CDMA/GPRS技术进行数据传输。激光测速技术是采用脉冲发或相位法，对移动物体的运行速度进行测量。在两次特定时间间隔内，对被测移动物体进行激光测距，取得在该一时段内物体的相对运动距离，计算出物体的运动速度。但是激光测速技术受外界环境影响较大，雨天尤其是暴雨天气会影响其被测物体的选取，造成无法计量物体运动速度；而且不管是脉冲法还是相位法激光测速系统对于测量角度要求都非常高，测速系统应该正对运动物体的运动方向，测量偏差角度应该小于10°，这样才能保证准确测量。采用CDMA/GPRS技术的山洪泥石流监测网络系统，能够实现全天候实时监测。将监测信息以短信形式通过CDMA/GPRS模块发送给某接收的IP地址及端口服务器，连入Internet,通过无线网络以短消息的方式发送给远端站点,传输到PC机上的GSM-Modem无线接收模块。经过计算机处理分析获取数据信息。但该技术涉及的移动通信网主要是为语音通信而建立，通信容量小、有频度限制，不适合大数据传输的问题，通讯费、仪器硬件设施等成本太高，并且移动通讯网络信号强弱会影响监测数据的发送，发送的数据还受短消息中心服务器容量和SIM卡容量的限制。
技术实现思路
本专利技术为解决现有的山洪泥石流龙头流动的监测技术中存在的受外界环境影响较大、安装精度要求较高、组网成本较高、受通讯网络限制以及受短消息中心服务器容量和SIM卡容量限制问题，进而提供了一种山洪泥石流龙头流速电磁波监测设备及系统。为此，本专利技术提供了如下的技术方案:—种山洪泥石流龙头流速电磁波监测设备，包括:电磁波测速探头，用于将采集的电磁波信号发送给模数转换模块；模数转换模块，用于将接收的电磁波信号进行模数转换成数字信号发送给主控模块；外部时钟，用于为主控模块提供时间信息；主控模块，用于将接收的数字信号和获取的时间信息整合后发送给监测数据处理模块；监测数据处理模块，用于将经过整合的数据发送给Zigbee模块；Zigbee模块，用于将整合的数据通过Zigbee网络上传。一种山洪泥石流龙头流速电磁波监测系统，包括:野外硬件系统和接收系统，所述野外硬件系统包括上述的山洪泥石流龙头流速电磁波监测设备，所述接收系统包括:Zigbee路由器，用于接收Zigbee模块上传到Zigbee网络中的数据，并将接收的数据发送给其它Zigbee路由器或Zigbee协调器；Zigbee协调器，用于将接收的数据发送给GPRS模块；GPRS模块，用于将接收的数据通过RS232接口发送给上位机；上位机，用于根据接收的数据对预定目标的山洪泥石流龙头流速进行监测。本专利技术采用电磁波探测数据及Zigbee网络传输数据，能够适宜长时间在野外监测是否发生山洪泥石流并及时测取山洪泥石流龙头流速，将数据发送给数据接收终端，采用电磁波测速探头不受外界环境影响且安装精度要求较低，Zigbee网络的组网成本较小且不受移动通讯网络限制，还不受短信服务器容量和终端SM卡容量的限制。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的具体实施方式提供的山洪泥石流龙头流速电磁波监测设备的结构示意图；图2是本专利技术的具体实施方式提供的山洪泥石流宽带卫星视频远程监控系统的结构示意图。具体实施例方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的具体实施方式提供了一种山洪泥石流龙头流速电磁波监测设备，如图1所示，包括:电磁波测速探头1，用于将采集的电磁波信号发送给模数转换模块2 ；模数转换模块2，用于将接收的电磁波信号通过模数转换成数字信号发送给主控模块3 ；外部时钟3，用于为主控模块4提供时间信息；主控模块4，用于将接收的数字信号和获取的时间信息整合后发送给监测数据处理模块5 ；监测数据处理模块5，用于将经过整合的数据发送给Zigbee模块6 ；Zigbee模块6,用于将整合的数据通过Zigbee网络上传。具体的，在对山洪泥石流龙头流速进行监测过程中，电磁波测速探头I采集的电磁波通过模数转换模块2 (可采用AD7793芯片)进行模数转换并放大转换成电信号，降低共模信号的干扰与误差；主控模块4 (可采用MCU)对数字信号进行对比、分析以及获取的外部时钟3提供的时间信息进行整合，发送给监测数据处理模块5，监测数据处理模块5再将数据发送给Zigbee模块6通过Zigbee网络将数据上传。优选的，主控模块4可采用秒休眠法，每隔30秒循环监测一次，与其设定的阀值进行比较、分析，确定获取的数据小于阀值，则舍弃；大于等于阀值，则整合数据，由Zigbee路由器将数据发送给Zigbee网络。优选的，所述设备还可以包括太阳能供电系统，用于为主控模块和模数转换模块供电。相应的太阳能供电系统配备太阳能板、太阳能充电控制器和蓄电池，能够维持所述设备常年野外监测用电。当测得的电压值小于所述设备正常运行的最低要求时，可发送低电压报警信息，由Zigbee网络传输。优选的，所述设备还可以包括防盗模块，用于在所述设备外围设置线缆或磁簧，当外部线缆被剪断或磁簧与所述设备分离时，向主控模块发送报警信号。优选的，所述设备还可以包括电流放大模块，用于将主控模块发送的报警信号放大后发送给扬声器；扬声器，用于根据报警信号进行声音报警。本具体实施方式还提供了一种山洪泥石流龙头流速电磁波监测系统，如图2所示，包括野外硬件系统和接收系统，所述野外硬件系统包括上述的山洪泥石流龙头流速电磁波监测设备，所述接收系统包括:Zigbee路本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种山洪泥石流龙头流速电磁波监测设备，其特征在于，包括：电磁波测速探头，用于将采集的电磁波信号发送给模数转换模块；模数转换模块，用于将接收的电磁波信号进行模数转换成数字信号发送给主控模块；外部时钟，用于为主控模块提供时间信息；主控模块，用于将接收的数字信号和获取的时间信息整合后发送给监测数据处理模块；监测数据处理模块，用于将经过整合的数据发送给Zigbee模块；Zigbee模块，用于将整合的数据通过Zigbee网络上传。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：殷跃平，曹修定，孟庆佳，王晨辉，李鹏，杨凯，
申请(专利权)人：中国地质调查局水文地质环境地质调查中心，
类型：发明
国别省市：
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