[發明專利]一種多傳感器集成的邊坡變形自動監測裝置

在審

• 申請號: 201911330361.1
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN110879053A
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發明（設計）人: 周浩;楊文建;董拉;孫德同
• 申請（專利權）人: 湖北楚航電子科技有限公司
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32;G01S19/14;G01D21/02;G08C17/02
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 李佑宏

本發明公開了一種多傳感器集成的邊坡變形自動監測裝置，包括觀測墩和傳感器集合；所述觀測墩內安裝有GNSS天線，并通過射頻電纜連接到防雨機箱中GNSS接收機；所述傳感器集合包括雨量計、地表裂縫計、土壤含水率計以及深層位移計；其中，所述雨量計通過脈沖信號采集電纜連接至所述防雨機箱中的所述GNSS接收機，所述深層位移計、地表裂縫計、以及土壤含水率計同時分別通過通信電纜連接至該GNSS接收機，并通過接收GNSS接收機下發的數據采集指令進行實時數據回傳反饋。各類傳感器的數據在GNSS接收機內對進行分析、處理和匯集，最終通過GNSS接收機打包上傳至監控中心，實現對邊坡的表面、內部、誘導變形因素的遠程綜合監測和預警，有效提高監測預警的準確度和可靠性。

技術領域

本發明屬于變形監測技術領域，更具體地，涉及一種多傳感器集成的邊坡變形自動監測裝置。

背景技術

邊坡變形造成的失穩滑塌已成為山區公路交通的一大安全隱患，會嚴重威脅到附近工程的建設和安全運行，造成人員傷亡和財產損失，甚至是帶來毀滅性的災難。近年來邊坡災害數量不斷增多，對邊坡安全性提出了更高的要求和更大的需求，變形監測結果是對邊坡進行破壞分析的重要依據，如何監控和預警邊坡安全問題引起了越來越多的重視。一方面需要對不宜處理或危險性較大的滑坡，監測其變形動態，及時預警，能夠預防災害的發生；另一方面對于加固處理中以及處理完的邊坡，監測也能為施工提供可靠的資料，保障施工安全。

目前，邊坡變形監測方法主要有：大地測量法、近景拍攝法、GPS法、激光法等，其中GPS法因方便實現自動化，而被使用的較為廣泛。基于GPS法的邊坡變形監測裝置中，主要包含GNSS變形監測、深部位移監測、地表裂縫監測、土壤含水率監測及雨量監測等多類傳感器監測方式，通過對以上監測數據進行長期綜合分析和處理，得出該坡面的邊坡變形量、變形速率以及變形發展趨勢。

鑒于此，現有邊坡變形預警裝置存在以下缺陷：各種類的傳感器設備的數據采樣和上傳彼此獨立，每一種監測傳感器均需配備一套采集和傳輸設備，造成現場安裝調試復雜、綜合成本高、后期運行維護難度大等難以避免的問題。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供一種多傳感器集成的邊坡變形自動監測裝置，將地表裂縫監測、深部位移監測、雨量監測、土壤含水率監測等傳感器集成到GNSS接收機，并在GNSS接收機內對各類傳感器的數據進行分析、處理和匯集，最終通過GNSS接收機打包上傳至監控中心，實現對邊坡的表面、內部、誘導變形因素的遠程綜合監測和預警，有效提高監測預警的準確度和可靠性。

為實現上述目的，提供一種多傳感器集成的邊坡變形自動監測裝置，包括觀測墩和傳感器集合；其中，

所述觀測墩內安裝有GNSS天線，并通過射頻電纜連接到防雨機箱中GNSS接收機；

所述傳感器集合包括雨量計、地表裂縫計、土壤含水率計以及深層位移計；其中，所述雨量計通過脈沖信號采集電纜連接至所述防雨機箱中的所述GNSS接收機，且所述深層位移計、地表裂縫計、以及土壤含水率計同時分別通過通信電纜連接至該GNSS接收機，并通過接收所述GNSS接收機下發的數據采集指令進行實時數據回傳反饋，各類傳感器的數據在GNSS接收機內對進行分析、處理和匯集，最終通過所述GNSS接收機打包上傳至監控中心。

進一步地，所述GNSS接收機包括機箱、主控CPU板、GNSS導航模塊、4G全網通通信模塊。

進一步地，所述GNSS導航模塊通過插針與所述主控CPU板進行連接，所述4G全網通通信模塊通過插針與所述主控CPU板進行連接。

進一步地，所述GNSS接收機具有232調試串口、以太網傳輸接口，GNSS天線和4G天線接口，直流12V輸入和輸出接口。

進一步地，所述GNSS接收機還具有雨量采集接口、土壤含水率采集接口、裂縫采集接口以及深層位移采集接口，與對應的所述雨量計、土壤含水量計、地表裂縫計以及深層位移計連接。