[發明專利]利用火箭散布用于自組網自建坐標地質災害預警傳感器

在審

• 申請號: 202010692544.4
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111899476A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 馮凱
• 申請（專利權）人: 江蘇曌豐智能安防有限公司
• 主分類號: G08B21/10
• 分類號: G08B21/10;G08B31/00;G01D21/02
• 代理公司: 北京淮海知識產權代理事務所(普通合伙) 32205
• 代理人: 薛茹丹

1.一種利用火箭散布用于自組網自建坐標地質災害預警傳感器，包括傳感器殼體(1)，其特征在于，傳感器殼體(1)內部從上至下依次設置有火箭推進艙(2)、天線艙(3)、發電艙(4)、電池艙(5)和信號處理艙(6)，傳感器殼體(1)外部在底端固定連接有導引頭(7)，并在發電艙(4)與電池艙(5)之間的部分安裝有柵格尾翼(8)；傳感器殼體(1)在柵格尾翼(8)以下的部分作為彈體(9)，彈體(9)外側周向均勻地安裝有豎向設置的多個導流翼(10)；

所述的火箭推進艙(2)艙體內安裝有火箭發動機，火箭發動機的燃燒室(14)中裝有固體燃料(15)和點火器(16)；火箭推進艙(2)的尾部通過開設在傳感器殼體(1)上端的拉瓦爾噴口(11)與傳感器殼體(1)上端外部連通；所述點火器(16)用于根據控制器的控制進行點火作業；

所述的天線艙(3)艙體內安裝有天線，所述天線通過饋線延伸到傳感器信號處理單元調制信號板；

所述的發電艙(4)艙體內安裝有風力發電機，發電機的轉軸上安裝有風力葉輪；發電艙(4)通過周向上均勻地開設在傳感器殼體(1)上的多個通風口(12)與外部連通；

所述的電池艙(5)艙體內安裝有電源模塊，電源模塊為蓄電池組；所述的電源模塊用于為控制器、無線通信模塊和震動傳感器進行用電的供應，用于接收并儲存發電機發出的電量；

所述的信號處理艙(6)艙體內分別安裝有控制器、次聲波傳感器、陀螺儀、加速度計、地磁傳感器、土壤水分傳感器、震動傳感器、UWB長距自組網定位模塊、無線通信模塊和RFID模塊；信號處理艙(6)艙體外于傳感器殼體(1)上連接有顯示模塊，用于查看傳感器的參數；所述的次聲波傳感器用于采集地質滑坡臨滑時巖石斷裂和土石摩擦或者泥石流運動時產生的次聲波信號，并將采集到的次聲波信號實時傳送至控制器進行信號處理；所述的陀螺儀和加速度計形成慣性測量單元，用于采集傳感器隨錨固的土體或者巖體運動過程中的角度變化信號和加速度信號，經過解算并將所錨固的土體角度變化信號、速度、位移信號實時發送給信號處理單元，再由自組網的方式將運動狀態通知匯聚節點；所述的地磁傳感器用于采集傳感器本體與東南西北方向信號，并方向信號實時發送給控制器；所述土壤水分傳感器用于采集傳感器本體所在位置的土壤水分含量信號，并將土壤水分含量信號實時發送給控制器；所述震動傳感器用于采集傳感器本體周圍的土體擠壓摩擦產生的震動信號，并將震動信號實時發送給控制器；所述UWB長距自組網定位模塊用于采集傳感器本體的相對位置信號，并將相對位置信號實時發送給控制器；所述無線通信模塊與天線連接，用于建立傳感器本體之間、傳感器本體與中心站之間的通信連接；所述RFID模塊用于識別傳感器本體距離無人機的距離信號，并將距離信號實時發送給控制器；所述顯示模塊用于進行數據的實時顯示；

所述控制器用于對接收到的次聲波信號進行處理，并判斷是否存在異常聲波信號，并在存在異常聲波信號時通過無線通信模塊發出示警信號；用于對接收到的角度信號和加速度信號進行處理并獲得傳感器本體的運動速度和位移；用于對接收到的傾斜角度信號進行處理并獲得傳感器本體的傾斜角度；用于對接收到的夾角信號進行處理并獲得傳感器本體的方位；用于對土壤水分含量信號進行處理并獲得土壤的水分含量，并根據傳感器本體所在地的地質特性預估滑坡崩塌的可能性，并在可能性大于設定閾值時通過無線通信模塊發出預警信號；用于對接收到的震動信號進行處理，并根據處理結果預估滑坡崩塌的可能性，并在可能性大于設定閾值時通過無線通信模塊發出預警信號；用于對位置信號進行處理并獲得傳感器本體的位置信息；用于對距離信號進行處理獲得距離值，并在距離值到達設定范圍內控制點火器進行點火作業；用于通過無線通信模塊與相鄰近的傳感器本體之間進行交互通信，以將自身的處理數據與相鄰近的傳感器本體處理數據進行數據交互，同時，根據相鄰傳感器本體的處理數據進行自身三維坐標的確定；用于通過無線通信模塊與中心站之間進行通信連接，并將處理數據發送給中心站；用于通過無線通信模塊與無人機之間進行通信連接，并在接收到無人機發送的點火信號后控制點火器進行點火作業；用于控制顯示模塊對自身處理數據和相鄰傳感器處理數據的實時顯示。

2.根據權利要求1所述的一種利用火箭散布用于自組網自建坐標地質災害預警傳感器，其特征在于，所述電源模塊的輸出線路上設置隔離開關，隔離開關通過拉繩鑰匙連接無人機，在拉繩鑰匙連接時隔離形狀斷開；在拉繩鑰匙脫離隔離開關時，隔離開關閉合。