[發明專利]基于物聯網的泥石流臨災監測系統

無效

• 申請號: 201310381442.0
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN103453936A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 楊裔;杜謹澤;鄧毓博;李彩虹;貴向泉;李守亮;李廉
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G08B21/10
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 宋敏

1.一種基于物聯網的泥石流臨災監測系統，包括物聯網云端服務器，下文簡稱云端服務器，以及與云端服務器通信連接的氣象中心，其特征在于，所述云端服務器通信連接無線傳感網，所述無線傳感網包括網絡節點、土壤水分傳感器、土壤內部壓力傳感器以及定位裝置，所述土壤水分傳感器、土壤內部壓力傳感器和定位裝置檢測的數據均通過網絡節點傳輸至云端服務器。

2.根據權利要求1所述的基于物聯網的泥石流臨災監測系統，其特征在于，所述網絡節點通過3G網絡與云端服務器通信。

3.根據權利要求1或2所述的基于物聯網的泥石流臨災監測系統，其特征在于，所述土壤水分傳感器包括第一電源模塊、第一處理器模塊、第一通信模塊和第一傳感器模塊，所述第一通信模塊和第一傳感器模塊均與第一處理器模塊電連接，所述第一電源模塊為第一處理器模塊、第一通信模塊和第一傳感器模塊提供直流電源。

4.根據權利要求3所述的基于物聯網的泥石流臨災監測系統，其特征在于，所述土壤水分傳感器封裝在環氧樹脂純膠體內。

5.根據權利要求1或2所述的基于物聯網的泥石流臨災監測系統，其特征在于，所述土壤內部壓力傳感器包括第二電源模塊、第二處理器模塊、第二通信模塊和第二傳感器模塊，所述第二通信模塊和第二傳感器模塊均與第二處理器模塊電連接，所述第二電源模塊為第二處理器模塊、第二通信模塊和第二傳感器模塊提供直流電源。

6.根據權利要求5所述的基于物聯網的泥石流臨災監測系統，其特征在于，所述第二傳感器模塊由兩層襯底構成，該兩層襯底的內表面均覆蓋導體材料，在導體材料上覆蓋對壓力敏感的墨水，所述兩層襯底的內表面通過粘合劑粘合在一起。

7.根據權利要求1或2所述的基于物聯網的泥石流臨災監測系統，其特征在于，所述定位裝置包括第三電源模塊、第三處理器模塊、第三通信模塊和第三傳感器模塊，所述第三通信模塊和第三傳感器模塊均與第三處理器模塊電連接，所述第三電源模塊為第三處理器模塊、第三通信模塊和第三傳感器模塊提供直流電源，所述第三傳感器模塊至少集成加速度傳感器、方向傳感器、地磁傳感器和GPS。

8.根據權利要求1或2所述的基于物聯網的泥石流臨災監測系統，其特征在于，所述云端服務器根據定位裝置的數據進行節點位移計算方法如下：

步驟1：由上述加速度傳感器獲取節點加速度值，該加速度值分別為相對節點界面m、n、l三個方向的加速度數值???????????????????????????????????????????????、、，設定采樣率對上述節點加速度值、、進行采樣；

步驟2：利用上述方向傳感器獲取節點姿態，得到節點界面三個方向與地面空間坐標系在x、y、z之間的夾角數值，分別為、、，通過與上述獲取節點加速度值相同的采樣率進行采樣，得到坐標變換矩陣如下：

?，

步驟3：投影計算：將上述采用得到的節點加速度數值投影到地面空間坐標系中并分別計算，得出節點在地面空間坐標系中的加速度值為、、，

???????????????????????????????????

步驟4：得出節點在x、y、z三個方向上的位移增量記為、、，

???????????????????????????????????????????

步驟5：則節點的位移增量如下：?

???????????????????????????????????

上述計算公式中起始速度，?為傳感器采樣時間，為時間點的傳感器移動速度；

步驟6：從而得出長時間段內節點的位移數值，如公式所示：

????????????????????????????????????????????????????????????????????

上式中初始值為0，為時刻之后的位移。