[發明專利]山體滑坡電子監測系統及監測方法

有效

• 申請號: 201210245857.0
• 申請日: 2012-07-16
• 公開（公告）號: CN102749652A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 姜新猛
• 申請（專利權）人: 姜新猛
• 主分類號: G01V3/00
• 分類號: G01V3/00;G01V3/40;G08B21/10
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 歐陽波

技術領域

本發明涉及山體滑坡的監測技術領域，具體為一種山體滑坡電子監測系統及監測方法。

背景技術

山體滑坡是特殊地質構造引發的一種地質變化，山體滑坡往往會造成次生地質災害。山體滑坡的監測就是采用各種技術方法了解和掌握滑坡體的演變過程，預測滑坡的趨勢，以便在山體滑坡形成災害前及時發出警報，以免造成生命財產的損失。人工實地觀測滑坡勞動量過大，也難以實現長時間的實時測量。現有的主要監測技術如下：（1）圖像識別技術，雖然解決了實時動態監測的問題，但在雨、雪、霧等惡劣天氣條件下，智能圖像識別精度下降，監測誤報時有發生，甚至發生險情反而漏報。用人工觀測圖像代替智能圖像識別也只是短期的權宜之計，24小時不間斷觀測難以持久，另外圖像攝取系統造價高，也使此技術難以廣泛應用；（2）拉線位移監測，此法理論上簡單，但受地理環境限制，在滑坡易發生的山區拉線監測工程量大且難度極高，存在安全隱患，也極難實際應用；（3）GPS定位技術，雖然可以實現實時動態測量（RTK），但要實現對滑坡的監測就需要GPS定位達到1米以內的精度，這樣的精度至少需要2臺基站式GPS聯合輔助進行實時動態監測，造價昂貴，難以實現；（4）傾角監測技術，此技術是監測地面傾角的變化來預測滑坡趨勢，但很多滑坡發生時先出現地面平移下沉，并不一定發生地面傾斜，傾角監測方式局限性較大。另外，現有的這些監測方法都需要先解決供電的問題，在滑坡易發生的山區為監測滑坡專門拉線供電幾乎是不可能的，即使實現了拉電上山，也存在著人和牲畜造成觸電危險。

地質結構異常劇變時會使局部地磁場發生強烈的變化。局部地區極強烈地磁紊亂是大地震即將發生的警示信號，如汶川地震前指南針亂轉、倒指。因此專家建議以地磁異常信號實現臨震預警。同樣根據實驗在滑坡發生前，由于巖石層的變位位移，也會產生地磁場的變化。但目前尚未見有利用地磁信號變化來監測滑坡災害的設備。

發明內容

本發明的目的是設計一種山體滑坡電子監測系統，包括監測主機和分布于滑坡可能發生地區的多個地磁場傳感裝置，各地磁場傳感裝置的地磁場信號經無線發射送入監測主機。

本發明的另一目的是設計上述山體滑坡電子監測系統的監測方法。

本發明設計的山體滑坡電子監測系統，包括監測主機，3～16個地磁場傳感裝置埋設于滑坡可能發生區域的各監測點，各地磁場傳感裝置分別有專有編號存于監測主機，各地磁場傳感裝置與監測主機無線聯接。

監測主機包括中心處理器和與之連接的供電模塊、接收模塊。中心處理器還連接報警器和/或手機信息發送模塊。

所述地磁場傳感裝置包括單片機和與之連接的地磁場傳感器和發射模塊，主電池經供電器連接單片機，給單片機和相關部件供電。

所述供電模塊還連接有備用蓄電池，當停電時，供電器自動將備用蓄電池連接監測主機，保證中心處理器及相關部件不間斷供電。

所述中心處理器還連接顯示器，實時顯示監測區域各監測點地磁場傳感裝置當前工作狀態。

所述地磁場傳感器由三維磁阻傳感器、磁偏角傳感器和磁傾角傳感器組成，三維磁阻傳感器檢測地磁場的X、Y、Z三維強度，磁偏角磁傾角傳感器組檢測地磁場的磁偏角D和磁傾角I。

單片機存儲有地磁場參數計算公式和所處監測點地磁場參數值。單片機根據地磁場傳感器的信號計算得到地磁場總強度F，水平方向磁場強度H，與所存儲的此監測點地磁場參數值比較，當超出設定的預警值時，即啟動發射模塊，以無線方式將本地磁場傳感裝置的編碼、預警信號及地磁場參數的變化值一起發送到監測主機。

在地磁場正常時為了讓監測主機得知未發射信號的地磁場傳感裝置狀態正常，地磁場傳感裝置的單片機接有定時開關，定時開關連接輔電池和單片機。在地磁場正常的情況下，定時開關每隔10～40天接通輔電池和單片機20～40秒，向單片機和發射模塊供電，發射本地磁場傳感裝置的編碼和自檢信號。

為了節省主電池的電力，使埋設于山上可能滑坡地區的各地磁場傳感裝置能維持較長時間的工作，本地磁場傳感裝置的供電器接有振動開關，振動開關為觸發器件。供電器與主電池之間，為常開狀態，即正常情況供電器與主電池為斷開狀態。當所處監測點發生振幅超過設定值的振動時，振動開關發出0.05～0.15ms的觸發信號供電器導通主電池和單片機20～40秒，主電池向單片機、采集模塊、地磁場傳感器及發射模塊供電。

本發明設計的山體滑坡電子監測系統的監測方法如下：