[發明專利]一種基于弱磁傳感器的山體滑坡無線網絡監測系統

無效

• 申請號: 201210592359.3
• 申請日: 2012-12-29
• 公開（公告）號: CN103035100A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 劉潔;裴華剛;李華文;鄭鳳武;邱黃林;楊春龍;鐘自鳴
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一○研究所
• 主分類號: G08B21/10
• 分類號: G08B21/10;G01V3/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 楊志兵;付雷杰

技術領域

本發明涉及一種基于弱磁傳感器的山體滑坡無線網絡監測系統，屬于弱磁檢測和山體滑坡監測領域。

背景技術

目前山體滑坡監測的主要方法有地下水位監測法、降雨量監測法、GPS大地形變測量法、合成孔徑雷達測量法、TDR（時間域發射測量技術）滑坡體深部變形測量法等幾種方法。這些監測方法普遍存在成本高、測量周期長、部分設備架設困難等多種缺陷，在實際應用中具有很大局限性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于弱磁傳感器的山體滑坡無線網絡監測系統，所述系統通過基于弱磁檢測的磁傳感器檢測被測山體上磁場的變化，以無線傳感網絡技術實現數據傳輸，通過GPRS或3G等公共網絡實現遠程監測山體滑坡的功能，測量結果準確可靠，且成本低、測量周期短、能夠解決有線系統布線困難的缺陷。

本發明的目的由以下技術方案實現：

一種基于弱磁傳感器的山體滑坡無線網絡監測系統，所述系統包括：無線山體滑坡監測磁傳感器、無線路由模塊、無線接收模塊、遠程監控中心計算機和手持終端；

其中，無線路由模塊、無線接收模塊采用太陽能供電；無線山體滑坡監測磁傳感器的數量根據實際需要確定，無線路由模塊的數量與無線山體滑坡監測磁傳感器的數量有關，以保證通信質量為準；每個無線山體滑坡監測磁傳感器周圍設定距離處安裝一個永磁體；

無線山體滑坡監測磁傳感器包括x軸磁檢測芯片、y軸磁檢測芯片、z軸磁檢測芯片、第一儀表放大器、第二儀表放大器、第三儀表放大器、單片機處理器、無線通信模塊、電池和電源轉換模塊；x軸磁檢測芯片、y軸磁檢測芯片、z軸磁檢測芯片構成檢測芯片部分，第一儀表放大器、第二儀表放大器、第三儀表放大器構成信號調理部分；

x軸磁檢測芯片、y軸磁檢測芯片、z軸磁檢測芯片，x軸磁檢測芯片、y軸磁檢測芯片處于水平方向，z軸磁檢測芯片處于豎直方向，三者正交垂直；

其中，x軸磁檢測芯片與第一儀表放大器連接，y軸磁檢測芯片與第二儀表放大器連接，z軸磁檢測芯片與第三儀表放大器連接，第一儀表放大器、第二儀表放大器、第三儀表放大器分別與單片機處理器上的三路模數轉換（A/D）端口連接，單片機處理器與無線通信模塊連接，電源轉換模塊分別與檢測芯片部分和信號調理部分連接，電池分別與電源轉換模塊、單片機處理器、無線通信模塊連接；

所述無線山體滑坡監測磁傳感器通過電池供電，其中，電池直接給單片機處理器、無線通信模塊提供電源；

電源轉換模塊將電池提供的電壓轉換成檢測芯片部分和信號調理部分所需的電壓后提供給檢測芯片部分和信號調理部分；

x軸磁檢測芯片采集x水平方向的磁場值，并將該磁場值以電壓信號形式送給第一儀表放大器；

y軸磁檢測芯片采集與x垂直的水平方向的磁場值，并將該磁場值以電壓信號形式送給第二儀表放大器；

z軸磁檢測芯片采集豎直方向的磁場值，并將該磁場值以電壓信號形式送給第三儀表放大器；

第一儀表放大器將來自x軸磁檢測芯片的電壓信號進行放大后，送給單片機處理器；

第二儀表放大器將來自y軸磁檢測芯片的電壓信號進行放大后，送給單片機處理器；

第三儀表放大器將來自z軸磁檢測芯片的電壓信號進行放大后，送給單片機處理器；

單片機處理器將來自第一儀表放大器、第二儀表放大器、第三儀表放大器的三路模擬信號分別轉化為數字信號，然后進行解算，得到空間磁場的變化量，并根據空間磁場的變化量判斷山體是否發生滑坡，并將判斷結果送給無線通信模塊；

無線通信模塊接收單片機處理器的處理結果，并將處理結果通過無線的方式發送給無線路由模塊；

無線路由模塊將來自無線山體滑坡監測磁傳感器的處理結果通過無線的方式發送給無線接收模塊；

無線接收模塊接收無線路由模塊發送的處理結果，并通過GPRS或3G公共網絡將處理結果發送到遠程監控中心計算機上；

遠程監控中心計算機接收無線接收模塊發送的處理結果，并將處理結果進行存儲，如果山體有滑坡，遠程監控中心計算機將報警，并將報警信號發送到手持終端上；如果山體無滑坡，則結束。

有益效果

（1）本發明所述系統通過基于弱磁檢測的磁傳感器檢測被測山體上磁場的變化，以無線傳感網絡技術實現數據傳輸，通過GPRS或3G等公共網絡實現遠程監測山體滑坡的功能，為山體滑坡監測提供了一種準確可靠的方法。

（2）本發明所述系統采用無線山體滑坡監測磁傳感器來監測山體滑坡，具有極高的靈敏度。