本發(fā)明涉及地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于無(wú)線通信的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

伴隨著現(xiàn)代文明的發(fā)展，人類對(duì)大自然的依賴程度更加緊密，對(duì)自然資源的獲取正逐漸增多，隨之所帶來(lái)的安全隱患也正逐漸顯現(xiàn)。相應(yīng)的所引發(fā)的自然災(zāi)害事故也正在危害著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。國(guó)土資源部最新公布的數(shù)據(jù)顯示，2015年全國(guó)共發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害8223起，造成229人死亡，138人受傷，58人失蹤，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)24.9億元。其中影響較大的有陜西山陽(yáng)縣山體滑坡事故，浙江麗水山體滑坡事故及深圳特別重大山體滑坡事故等。因此,為了保護(hù)更多身處在有安全隱患地帶的人民群眾的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全，加強(qiáng)相應(yīng)的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)則顯得尤為重要。

目前，國(guó)內(nèi)的滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是通過(guò)野外現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集來(lái)監(jiān)測(cè)的，自動(dòng)采集流域各點(diǎn)傳感器的雨量和水文監(jiān)測(cè)點(diǎn)的泥石流泥以及水位數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害。系統(tǒng)信息經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集，轉(zhuǎn)換和打包，最后送到GPRS模塊，再經(jīng)過(guò)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的專用APN收到信號(hào)后傳送至數(shù)據(jù)處理中心。在無(wú)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的地區(qū)可以采用電話線或其它有線方式傳輸，將信息定時(shí)或自動(dòng)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心，從而實(shí)現(xiàn)災(zāi)害監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)。但是由于地理因素和經(jīng)濟(jì)條件的限制，使得山區(qū)等偏遠(yuǎn)地帶無(wú)法配套相應(yīng)的監(jiān)測(cè)裝備或線纜布置不便。然而，我們所做的基于無(wú)線通信的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)正是克服上述系統(tǒng)的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)低成本和不受地理因素制約下的可靠預(yù)警。

在我國(guó)，由于有些地方受制于地形地勢(shì)和資源成本等因素的制約，基站建設(shè)大為不便，但對(duì)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)的要求卻是迫切的，所以要加強(qiáng)對(duì)該類的確的監(jiān)測(cè)點(diǎn)的建設(shè)。對(duì)該類地區(qū)的人民群眾的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全加以保護(hù)。因此基于無(wú)線通信的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)正是滿足此類情況的需求，從根本上解決該類地區(qū)的地質(zhì)監(jiān)測(cè)和預(yù)警問(wèn)題。由于該系統(tǒng)能滿足滑坡、泥石流、崩塌變形等的監(jiān)測(cè)范圍，在監(jiān)測(cè)內(nèi)容、監(jiān)測(cè)方法、監(jiān)測(cè)點(diǎn)網(wǎng)布設(shè)、變形預(yù)報(bào)上的要素要求，所以能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍、低成本、高可靠性的運(yùn)行。

基于對(duì)人民群眾的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全的保護(hù)，實(shí)現(xiàn)低成本，高可靠性的監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的預(yù)警。在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生前能盡早的預(yù)報(bào)災(zāi)害，為人民群眾搶得寶貴的逃生時(shí)間，極大的保護(hù)人民的生命安全。所以，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于無(wú)線通信的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了基于無(wú)線通信的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的重要構(gòu)成因素的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和相應(yīng)的預(yù)警，并極大地保障人民群眾的生命安全的財(cái)產(chǎn)安全。通過(guò)對(duì)地勢(shì)復(fù)雜且存在重大安全隱患的地方進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采用星型網(wǎng)絡(luò)的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)復(fù)雜區(qū)域的大面積監(jiān)測(cè)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：基于無(wú)線通信的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)，包括單片機(jī)、協(xié)調(diào)器、聲光報(bào)警器、液晶顯示器、按鍵、雙電源供電電路、加速度傳感器、溫濕度傳感器、雨量傳感器和終端節(jié)點(diǎn)，加速度傳感器、溫濕度傳感器和雨量傳感器均與終端節(jié)點(diǎn)相連，終端節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線傳輸裝置與協(xié)調(diào)器相連，協(xié)調(diào)器與單片機(jī)相連，單片機(jī)分別與聲光報(bào)警器、液晶顯示器、按鍵相連，終端節(jié)點(diǎn)還與雙電源供電電路相連；所述的單片機(jī)采用MSP430。

作為優(yōu)選，所述的雙電源供電電路采用蓄電池和太陽(yáng)能電池。

作為優(yōu)選，所述的加速度傳感器、溫濕度傳感器、雨量傳感器和終端節(jié)點(diǎn)均設(shè)置有多個(gè)；所述的溫濕度傳感器采用DHT11；所述的加速度傳感器7采用MPU6050。

作為優(yōu)選，所述的終端節(jié)點(diǎn)采用芯片CC2530。

作為優(yōu)選，所述的無(wú)線傳輸裝置采用ZigBee、WiFi或藍(lán)牙。

在系統(tǒng)中，監(jiān)測(cè)設(shè)備即就是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的終端節(jié)點(diǎn)。終端節(jié)點(diǎn)連接三個(gè)傳感器，分別為雨量傳感器、溫濕度傳感器、傾角傳感器，實(shí)現(xiàn)的功能是對(duì)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的降雨，溫度，濕度，傾角等物理數(shù)據(jù)的采集，最后對(duì)采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線方式發(fā)送，協(xié)調(diào)器實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的接收并通過(guò)串口將數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的分析、存儲(chǔ)、顯示、報(bào)警等功能。而電源模塊則實(shí)現(xiàn)的是對(duì)終端節(jié)點(diǎn)雙電源供電功能。按鍵模塊則實(shí)現(xiàn)的是對(duì)不同節(jié)點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)的查詢。

本發(fā)明具有以下有益效果：能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的重要構(gòu)成因素的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和相應(yīng)的預(yù)警，并可極大限度地保障人民群眾的生命及財(cái)產(chǎn)安全。實(shí)際應(yīng)用中，往往需要在地勢(shì)復(fù)雜且存在重大安全隱患的地方設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，本發(fā)明所述的系統(tǒng)采用星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)復(fù)雜區(qū)域的大面積監(jiān)測(cè)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了基于無(wú)線通信的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)，包括單片機(jī)1、協(xié)調(diào)器2、聲光報(bào)警器3、液晶顯示器4、按鍵5、雙電源供電電路6、加速度傳感器7、溫濕度傳感器8、雨量傳感器9和終端節(jié)點(diǎn)10，加速度傳感器7、溫濕度傳感器8和雨量傳感器9均與終端節(jié)點(diǎn)10相連，終端節(jié)點(diǎn)10通過(guò)無(wú)線傳輸裝置與協(xié)調(diào)器2相連，協(xié)調(diào)器2與單片機(jī)1相連，單片機(jī)1分別與聲光報(bào)警器3、液晶顯示器4、按鍵5相連，終端節(jié)點(diǎn)10還與雙電源供電電路6相連；所述的單片機(jī)1采用MSP430。

所述的雙電源供電電路6采用蓄電池和太陽(yáng)能電池。

所述的加速度傳感器7、溫濕度傳感器8、雨量傳感器9和終端節(jié)點(diǎn)10均設(shè)置有多個(gè)。

所述的終端節(jié)點(diǎn)10采用芯片CC2530。

所述的無(wú)線傳輸裝置采用ZigBee、WiFi或藍(lán)牙。

本具體實(shí)施方式的雨量傳感器采用的是模擬傳感器，根據(jù)降雨量的不同，輸出的電壓值不同，輸出的電壓值與降雨量呈現(xiàn)非線性變化，總體趨勢(shì)呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，結(jié)合ZigBee芯片內(nèi)部的ADC轉(zhuǎn)換，可以將降雨量轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)的數(shù)字量，再經(jīng)過(guò)單片機(jī)的處理，就能夠顯示出降雨量的值，溫濕度傳感器采用DHT11，是一個(gè)復(fù)合溫濕度傳感器，它含有已經(jīng)校準(zhǔn)了的數(shù)字輸出量。內(nèi)部的構(gòu)成是由電阻式感濕元件、一個(gè)NTC測(cè)溫元件和MCU。它具有響應(yīng)快，抗干擾能力強(qiáng)，性價(jià)比高，數(shù)字量輸出等諸多優(yōu)點(diǎn)。在地質(zhì)災(zāi)害中，如滑坡，泥石流等常伴隨著土地或山體的傾斜和滑動(dòng)，在地質(zhì)災(zāi)害規(guī)范中明確了地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生前期土地或山體的傾角值變化范圍。因此，可以通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的傾角變化來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以此達(dá)到對(duì)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測(cè)的目的。

為了得到角度值，可以通過(guò)對(duì)MPU6050加速度計(jì)的加速度轉(zhuǎn)換，從而得到角度值。因?yàn)榛《鹊奈⒎旨淳褪羌铀俣?，因此可以逆向求值，通過(guò)加速度值積分求弧度，在通過(guò)對(duì)應(yīng)數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換公式得到角度的值。所以，在測(cè)量角度時(shí)，可以采用MPU6050加速度計(jì)來(lái)得到角度的值。

本具體實(shí)施方式的終端節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)的無(wú)線采集，傳感器將實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)通過(guò)終端節(jié)點(diǎn)以定時(shí)發(fā)送的方式傳送給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器判斷是否接收到了數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的串行發(fā)送。單片機(jī)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理過(guò)程包括判斷，存儲(chǔ)，并且根據(jù)判斷結(jié)果決定是否執(zhí)行相應(yīng)的報(bào)警過(guò)程。同樣還有多個(gè)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行與之相同的過(guò)程，這樣便實(shí)現(xiàn)了對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的無(wú)線監(jiān)測(cè)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。