基于無人飛行器中繼的wifi或無線電數(shù)傳的山體滑坡災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)及其預(yù)警方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種基于無人飛行器中繼的WIFI或無線電數(shù)傳的山體滑坡災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)及其預(yù)警方法，尤其適合地形環(huán)境惡劣，難以做到及時(shí)獲取滑坡信息的山體。
【背景技術(shù)】
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[0002]滑坡是全世界常見的自然地質(zhì)災(zāi)害。山體滑坡不僅造成一定范圍內(nèi)的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失，還會(huì)對(duì)附近道路交通造成嚴(yán)重威脅。常常給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人民生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失、有的甚至是毀滅性的災(zāi)難。傳統(tǒng)滑坡檢測(cè)主要是在現(xiàn)場(chǎng)布置固定的傳感器和儀表后，通過匯總?cè)斯ざ〞r(shí)讀取的數(shù)據(jù)來得到滑坡的安全狀況，難以及時(shí)甚至無法捕捉到滑坡臨近失穩(wěn)前的最寶貴信息，因此不可能及時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)滑坡狀況進(jìn)行預(yù)測(cè)報(bào)警。當(dāng)前的山體滑坡檢測(cè)預(yù)警系統(tǒng)常采用在現(xiàn)場(chǎng)布置各類傳感器，通過GPRS/3G進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸，由后端服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得出檢測(cè)結(jié)論。但是山體滑坡多發(fā)區(qū)域的環(huán)境資源相對(duì)較少，3G {目號(hào)、電力的覆蓋不一定能完全彳兩足，還要對(duì)暴雨、大風(fēng)、爆曬、人為破壞等可能破壞檢測(cè)設(shè)備。因此在一定程度上影響了此類檢測(cè)系統(tǒng)的適用，所以需要一種滿足山區(qū)的各種地形、資源條件和通訊條件的山體滑坡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]為了克服現(xiàn)有滑坡檢測(cè)系統(tǒng)難以及時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)滑坡狀況進(jìn)行預(yù)測(cè)報(bào)警的現(xiàn)狀，本發(fā)明提供一種基于無人飛行器中繼的WIFI或無線電數(shù)傳的山體滑坡災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)及其預(yù)警方法，其以無人飛行器為數(shù)據(jù)中繼，使檢測(cè)點(diǎn)布置靈活，不受地形條件的影響，也不需人員現(xiàn)場(chǎng)采集，并可按需求及時(shí)獲取滑坡信息的新型災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種基于無人飛行器中繼的WIFI或無線電數(shù)傳的山體滑坡災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)，其包括布置于險(xiǎn)情易發(fā)點(diǎn)區(qū)域的若干個(gè)檢測(cè)點(diǎn)；無人飛行器；及數(shù)據(jù)處理中心；
[0005]所述檢測(cè)點(diǎn)包括第一檢測(cè)粧、第二檢測(cè)粧、第三檢測(cè)粧、第一傾角傳感器、第二傾角傳感器、第三傾角傳感器、超聲波測(cè)距傳感器、為檢測(cè)點(diǎn)提供所需電能的太陽(yáng)能風(fēng)能結(jié)合供電裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、第一 WIFI或無線電數(shù)傳模塊及聲光報(bào)警器，所述超聲波測(cè)距傳感器裝載于第一檢測(cè)粧的頂部，第一傾角傳感器、第二傾角傳感器、第三傾角傳感器分別對(duì)應(yīng)的安裝于第一檢測(cè)粧、第二檢測(cè)粧、第三檢測(cè)粧的底部；
[0006]所述無人飛行器包括第二 WIFI或無線電數(shù)傳模塊、機(jī)載數(shù)據(jù)處理模塊及圖像采集系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集各檢測(cè)粧的傾角參數(shù)及粧間位移參數(shù)后經(jīng)第一 WIFI或無線電數(shù)傳模塊輸出，由第二 WIFI或無線電數(shù)傳模塊接收，圖像采集系統(tǒng)采集檢測(cè)點(diǎn)圖像數(shù)據(jù)；
[0007]所述數(shù)據(jù)處理中心包括數(shù)據(jù)處理分析模塊、用于接收第二 WIFI或無線電數(shù)傳模塊傳輸來的各檢測(cè)粧的傾角參數(shù)及粧間位移參數(shù)以及用于接收?qǐng)D像采集系統(tǒng)采集到的檢測(cè)點(diǎn)圖像數(shù)據(jù)并將接收的參數(shù)和圖像傳輸給數(shù)據(jù)處理分析模塊的第三WIFI或無線電數(shù)傳模塊、及用于控制無人飛行器飛行的無人飛行器調(diào)度模塊。
[0008]進(jìn)一步地，所述第一檢測(cè)粧、第二檢測(cè)粧及第三檢測(cè)粧相互之間的間距為3?5米。
[0009]本發(fā)明還采用如下技術(shù)方案:一種基于無人飛行器中繼的WIFI或無線電數(shù)傳的山體滑坡災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)的預(yù)警方法，其包括如下步驟:
[0010](I).數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集各檢測(cè)粧的傾角參數(shù)及粧間位移參數(shù)，并進(jìn)行分析，若分析結(jié)果超限，則進(jìn)入步驟(2)，若分析結(jié)果未超限，則進(jìn)入步驟(3);
[0011](2).啟動(dòng)聲光報(bào)警器，警示附近人員或提示在此檢測(cè)點(diǎn)巡檢的無人飛行器進(jìn)入緊急模式，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集的各檢測(cè)粧的傾角參數(shù)及粧間位移參數(shù)后經(jīng)第一 WIFI或無線電數(shù)傳模塊輸出，由第二 WIFI或無線電數(shù)傳模塊接收，同時(shí)圖像采集系統(tǒng)采集檢測(cè)點(diǎn)圖像數(shù)據(jù)，無人飛行器返回?cái)?shù)據(jù)處理中心，第三WIFI或無線電數(shù)傳模塊接收從第二WIFI或無線電數(shù)傳模塊傳輸來的各檢測(cè)粧的傾角參數(shù)及粧間位移參數(shù)以及接收從圖像采集系統(tǒng)采集到的檢測(cè)點(diǎn)圖像數(shù)據(jù)并將接收的參數(shù)和圖像傳輸給數(shù)據(jù)處理分析模塊，數(shù)據(jù)處理分析模塊結(jié)合歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行災(zāi)情分析，并給出災(zāi)情處理建議；
[0012](3).無人飛行器按調(diào)度計(jì)劃由無人飛行器調(diào)度模塊控制繼續(xù)巡檢下一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。
[0013]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0014](I)采用WIFI數(shù)據(jù)傳輸克服了山區(qū)GPRS/3G信號(hào)不能完全覆蓋的問題，使滑坡檢測(cè)更加準(zhǔn)確即時(shí)；
[0015](2)從滑坡產(chǎn)生的物理過程著手，通過超聲波測(cè)距傳感器和傾角傳感器測(cè)量獲取滑坡體變化過程物理信息的傾角、滑坡運(yùn)動(dòng)，操作簡(jiǎn)單，成本低廉；
[0016](3)利用無人飛行器進(jìn)行圖像采集與數(shù)據(jù)中繼，將坡體不同檢測(cè)點(diǎn)獲取的信息匯總并綜合分析決策預(yù)警，可實(shí)現(xiàn)無人值守自動(dòng)預(yù)警，同時(shí)可不受環(huán)境限制；
[0017](4)現(xiàn)場(chǎng)傳感器采用太陽(yáng)能電池與風(fēng)電結(jié)合供電，無需立桿送電，節(jié)省人力和資源；
[0018](5)適用于多種地形，安裝簡(jiǎn)便，無需專業(yè)人員操作，且成本低，可廣泛布設(shè)并推廣應(yīng)用于山區(qū)的村莊、居民區(qū)、重要鐵路和公路等附近的山體。
【附圖說明】
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[0019]圖1為本發(fā)明基于無人飛行器中繼的WIFI或無線電數(shù)傳的山體滑坡災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)。
[0020]圖2為太陽(yáng)能風(fēng)能結(jié)合供電裝置圖。
[0021]圖3為檢測(cè)粧與傾角傳感器、超聲波測(cè)距傳感器的安裝位置圖。
【具體實(shí)施方式】
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[0022]請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，本發(fā)明基于無人飛行器中繼的WIFI或無線電數(shù)傳的山體滑坡災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)包括布置于險(xiǎn)情易發(fā)點(diǎn)區(qū)域的若干個(gè)檢測(cè)點(diǎn)(其中每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)包括第一檢測(cè)粧、第二檢測(cè)粧、第三檢測(cè)粧、第一傾角傳感器、第二傾角傳感器、第三傾角傳感器、超聲波測(cè)距傳感器、太陽(yáng)能風(fēng)能結(jié)合供電裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、第一 WIFI或無線電數(shù)傳模塊及聲光報(bào)警器)；無人飛行器(包括圖像采集系統(tǒng)、機(jī)載數(shù)據(jù)處理模塊及第二 WIFI或無線電數(shù)傳模塊)；數(shù)據(jù)處理中心(第三WIFI或無線電數(shù)傳模塊、數(shù)據(jù)處理分析模塊及無人飛行器調(diào)度模塊)。無人飛行器由數(shù)據(jù)處理中心的飛行調(diào)度模塊控制，定時(shí)或即時(shí)巡檢某個(gè)或多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)由太陽(yáng)能風(fēng)能結(jié)合供電裝置供電，太陽(yáng)能風(fēng)能結(jié)合供電裝置能夠克服了檢測(cè)點(diǎn)供電不易、蓄電池充電困難的問題。在有風(fēng)或有太陽(yáng)光照射的環(huán)境下，通過風(fēng)光互補(bǔ)控制器，將太陽(yáng)能電池板或風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)的電用于給蓄電池充電，保持蓄電池電力充足。通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集各檢測(cè)粧的傾角參數(shù)及粧間位移參數(shù)，并進(jìn)行處理分析，若分析結(jié)果超限，則啟動(dòng)聲光報(bào)警器，警示附近人員或提示在此檢測(cè)點(diǎn)巡檢的無人飛行器進(jìn)入緊急模式。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集的各檢測(cè)粧的傾角