[發明專利]基于UWB傳感定位無線自組網山體滑坡崩塌泥石流監測系統

在審

• 申請號: 202010692758.1
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111815909A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 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;H04W64/00;H04W84/18
• 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: 劉振祥

一種基于UWB傳感定位無線自組網山體滑坡崩塌泥石流監測系統，若干個UWB傳感裝置按照蜂窩組網方式散布在山體上，每個蜂窩的中心均設有一個UWB傳感裝置；UWB傳感裝置內置UWB無線收發模塊、核心處理器、蓄電池組、次聲波傳感器、陀螺儀、加速度計、地磁傳感器、土壤水分傳感器和震動傳感器；核心處理器分別與UWB無線收發模塊、蓄電池組、次聲波傳感器、陀螺儀、加速度計、地磁傳感器、土壤水分傳感器和震動傳感器連接；UWB傳感裝置之間形成戶外中繼網絡，并通過戶外中繼網絡與匯聚點連接，匯聚點與服務器連接；服務器通過網絡與監控平臺連接。該系統可監測每一個網格點中UWB傳感裝置的精確坐標并在山體運動時能實時跟蹤網格局部山體的位移及角度的變動情況。

技術領域

本發明屬于山體滑坡監測技術領域，具體涉及一種基于UWB傳感定位無線自組網山體滑坡崩塌泥石流監測系統。

背景技術

目前，對山體滑坡崩塌及泥石流的預警監控大部分是以點線布置傳感器，比如坡表位移傳感或深層位移傳感布置方式。有的監控點是在曾經爆發過地災的地點，由于地質應力已釋放改變，原來的高位地點不一定會是再次爆發災難的地點，因此傳統手段對山體滑坡崩塌及泥石流預警變成了一個山體地質災害預警的概率事件。

影響坡面穩定的因素很多，比如地貌、地質、風化程度、植被、地下水位等等，并不能確定山體的哪一塊會出問題，唯有控制具有安全威脅的山體一個面，將整個山體威脅段面坡表網格化，按照網格分布傳感器，測得每一塊網格化坡體的位移、傾斜、震動、聲波等特征，再根據地質條件、氣象條件、土壤含水或地下水條件等判別是否會發生山體滑坡崩塌以及泥石流這才能具有真正的全概率預警功用。

目前的山體滑坡崩塌及泥石流(地災)的預警監控有一定難度，大部分監控地是以點線布置傳感器而不是面，比如坡表位移傳感或者深層位移傳感布置方式。有的監控點是在曾經爆發過地災的地點，由于這些地點地質應力已釋放改變，監控點不一定會是再次爆發災難的地點，因此傳統的點線布置傳感器的手段對山體滑坡崩塌及泥石流預警變成了一個山體地質災害預警的概率事件。唯有控制具有安全威脅的山體一個段面，將整個山體威脅段面坡表網格化，并分布若干傳感器，測得每一塊網格化坡體的位移、傾斜、震動、聲波等特征，再根據地質條件、氣象條件、土壤含水或地下水條件等判別是否會發生山體滑坡崩塌以及泥石流這才能具有真正的全概率預警功用。

如果需要知道坡體有沒有位移，巖體或者土體有沒有垮塌則系統需要知道知道每個傳感器的坐標位置、姿態、運動方向等。還要測量諸如地質災害所產生的次聲波的方位，周圍土體的地聲，周圍泥土的含水量等等。這樣才能有效的判斷是否產生滑坡崩塌，結合雨量計可以預測泥石流是否會形成。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種基于UWB傳感定位無線自組網山體滑坡崩塌泥石流監測系統，該系統可以監測每一個網格點中UWB傳感裝置的精確坐標并在山體運動時能實時跟蹤網格局部山體的位移及角度的變動情況，并能將監測數據匯聚給監控平臺；該系統還能有效節省能耗；并能便于實現及時的預警動作。

為了實現上述目的，本發明提供一種基于UWB傳感定位無線自組網山體滑坡崩塌泥石流監測系統，包括若干個UWB傳感裝置、匯聚點、服務器和監控平臺；

所述UWB傳感裝置內置UWB無線收發模塊、核心處理器、蓄電池組、次聲波傳感器、陀螺儀、加速度計、地磁傳感器、土壤水分傳感器和震動傳感器；

所述UWB無線收發模塊用于實現UWB傳感裝置之間的交互連接，以在UWB傳感裝置之間形成戶外中繼網絡，并確保UWB傳感裝置通過戶外中繼網絡與匯聚點進行通信連接；用于根據核心處理器的控制來定時發射電脈沖信號，并用于將接收的鄰近幾個傳感器的電脈沖信號發送給核心處理器，以便于進行定位和時鐘同步；所述核心處理器用于根據所接收的電脈沖信號進行時鐘的同步；