基于物聯(lián)網(wǎng)的泥石流臨災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的泥石流臨災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)，包括物聯(lián)網(wǎng)云端服務(wù)器，以及與云端服務(wù)器通信連接的氣象中心，所述云端服務(wù)器通信連接無線傳感網(wǎng)，所述無線傳感網(wǎng)包括網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、土壤水分傳感器、土壤內(nèi)部壓力傳感器以及定位裝置，所述土壤水分傳感器、土壤內(nèi)部壓力傳感器和定位裝置檢測的數(shù)據(jù)均通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳輸至云端服務(wù)器。通過需要監(jiān)控泥石流的地區(qū)布設(shè)無線傳感網(wǎng)，通過無線傳感網(wǎng)中的土壤水分傳感器、土壤內(nèi)部壓力傳感器對土壤的檢測，以及定位裝置對土壤移動位移的檢測，以及結(jié)合氣象中心采集的周圍的氣象數(shù)據(jù)，經(jīng)過云端處理器的計算和模擬，達(dá)到了對泥石流災(zāi)害進(jìn)行，實(shí)時監(jiān)控且精確度高的目的。
【專利說明】基于物聯(lián)網(wǎng)的泥石流臨災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及泥石流檢測領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的泥石流臨災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了全球億萬種物品之間的互連，將不同行業(yè)、不同地域、不同應(yīng)用、不同領(lǐng)域的物理實(shí)體按其內(nèi)在關(guān)系緊密地關(guān)聯(lián)在一起。作為嶄新的綜合性信息系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)并不是單純的，它包括信息的感知、傳輸、處理決策、服務(wù)等多個方面，呈現(xiàn)出自身顯著的特點(diǎn)；物聯(lián)網(wǎng)是一個由云端組成的一個龐大網(wǎng)絡(luò)，隨著傳感器網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模部署，各種終端就像藍(lán)海一樣，分布到各種各樣基礎(chǔ)設(shè)施上收集信息，在通過各種網(wǎng)絡(luò)將這些信息發(fā)送到云端進(jìn)行計算和處理，經(jīng)過計算和處理的信息最后到了應(yīng)用層為不同的領(lǐng)域各種各樣行的支撐服務(wù)。
[0003]物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵核心技術(shù)就是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)技術(shù)，該是二 i 世紀(jì)最有影響力的二 i 項(xiàng)技術(shù)之一、改變世界的十大技術(shù)之一和全球未來的三大高科技之一。這些美譽(yù)的接踵而至為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)開啟了廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用空間。
[0004]高效的數(shù)據(jù)融合、云計算等先進(jìn)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)海量數(shù)據(jù)存儲與智能高效決策，與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合將目前物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用得到了更大的擴(kuò)展，不僅僅限于農(nóng)業(yè)，醫(yī)療，更適用于交通，環(huán)境等廣泛應(yīng)用，將逐步實(shí)現(xiàn)真正的“萬物互聯(lián)互通”。
[0005]我國是世界上泥石流災(zāi)害最為嚴(yán)重的國家之一，甘肅省尤為嚴(yán)重，特別是2010年發(fā)生的甘肅舟曲特大泥石流災(zāi)害造成了巨大的人員傷亡及經(jīng)濟(jì)損失。為了有效預(yù)防滑坡和泥石流，政府相關(guān)部門相繼采取了多項(xiàng)措施，不斷健全泥石流監(jiān)測預(yù)警技術(shù)，并取得了一些成果。
[0006]在泥石流監(jiān)測方面，國內(nèi)科研人員已經(jīng)研發(fā)出了一些針對泥石流的監(jiān)測預(yù)警，
[0007]但現(xiàn)有的泥石流監(jiān)測預(yù)警裝置和系統(tǒng)，都存在以下弊端:監(jiān)測設(shè)備單一固定，系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理與共享，無法進(jìn)行海量數(shù)據(jù)管理，監(jiān)測數(shù)據(jù)精確性與可靠度不夠高，實(shí)時性較差，設(shè)備成本太高等。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型的目的在于，針對上述問題，提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)的泥石流臨災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控且精確度高的優(yōu)點(diǎn)。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0010]一種基于物聯(lián)網(wǎng)的泥石流臨災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)，包括物聯(lián)網(wǎng)云端服務(wù)器，以及與云端服務(wù)器通信連接的氣象中心，所述云端服務(wù)器通信連接無線傳感網(wǎng)，所述無線傳感網(wǎng)包括網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、土壤水分傳感器、土壤內(nèi)部壓力傳感器以及定位裝置，所述土壤水分傳感器、土壤內(nèi)部壓力傳感器和定位裝置檢測的數(shù)據(jù)均通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳輸至云端服務(wù)器。[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過3G網(wǎng)絡(luò)與云端服務(wù)器通信。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，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。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，所述土壤水分傳感器封裝在環(huán)氧樹脂純膠體內(nèi)。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，所述土壤內(nèi)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。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，所述第二傳感器模塊由兩層襯底構(gòu)成，該兩層襯底的內(nèi)表面均覆蓋導(dǎo)體材料，在導(dǎo)體材料上覆蓋對壓力敏感的墨水，所述兩層襯底的內(nèi)表面通過粘合劑粘合在一起。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，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。
[0017]本實(shí)用新型的技術(shù)方案具有以下有益效果:
[0018]本實(shí)用新型的技術(shù)方案，通過需要監(jiān)控泥石流的地區(qū)布設(shè)無線傳感網(wǎng)，通過無線傳感網(wǎng)中的土壤水分傳感器、土壤內(nèi)部壓力傳感器對土壤的檢測，以及定位裝置對土壤移動位移的檢測，以及結(jié)合氣象中心采集的周圍的氣象數(shù)據(jù)，經(jīng)過云端處理器的計算和模擬，達(dá)到了對泥石流災(zāi)害進(jìn)行，實(shí)時監(jiān)控且精確度高的目的。
[0019]下面通過附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的泥石流臨災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)原理示意圖；
[0021]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的土壤水分傳感器的原理框圖；
[0022]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的土壤內(nèi)部壓力傳感器的原理框圖；
[0023]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的定位裝置的原理框圖；
[0024]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的位移計算示意圖；
[0025]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的感知精度和節(jié)點(diǎn)個數(shù)對照圖；
[0026]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的布網(wǎng)成本和節(jié)點(diǎn)個數(shù)的對照圖；
[0027]圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的定位方法的精度對照圖。
[0028]結(jié)合附圖，本實(shí)用新型實(shí)施例中附圖標(biāo)記如下:
[0029]1-網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；2-氣象中心；3_3G基站。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。[0031]如圖1所示，一種基于物聯(lián)網(wǎng)的泥石流臨災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)，包括物聯(lián)網(wǎng)云端服務(wù)器，以及與云端服務(wù)器通信連接的氣象中心，云端服務(wù)器通信連接無線傳感網(wǎng)，無線傳感網(wǎng)包括網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、土壤水分傳感器、土壤內(nèi)部壓力傳感器以及定位裝置，土壤水分傳感器、土壤內(nèi)部壓力傳感器和定位裝置檢測的數(shù)據(jù)均通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳輸至云端服務(wù)器。
[0032]其中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過3G網(wǎng)絡(luò)與云端服務(wù)器通信。
[0033]如圖2所不,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,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，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。土壤水分傳感器封裝在環(huán)氧樹脂純膠體內(nèi)。攜帶方便，安裝、操作及維護(hù)簡單。結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，不繡鋼探針保證使用壽命。外部以環(huán)氧樹脂純膠體封裝，密封性好，可直接埋入土壤中使用，且不受腐蝕。土質(zhì)影響較小，應(yīng)用地區(qū)廣泛。測量精度高，性能可靠，土壤水分傳感器的各項(xiàng)具體參數(shù)如表一所示，
[0034]表一、土壤水分傳感器具體參數(shù)表:
[0035]
【權(quán)利要求】
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的泥石流臨災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)，包括物聯(lián)網(wǎng)云端服務(wù)器，下文簡稱云端服務(wù)器，以及與云端服務(wù)器通信連接的氣象中心，其特征在于，所述云端服務(wù)器通信連接無線傳感網(wǎng)，所述無線傳感網(wǎng)包括網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、土壤水分傳感器、土壤內(nèi)部壓力傳感器以及定位裝置，所述土壤水分傳感器、土壤內(nèi)部壓力傳感器和定位裝置檢測的數(shù)據(jù)均通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳輸至云端服務(wù)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的泥石流臨災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過3G網(wǎng)絡(luò)與云端服務(wù)器通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的泥石流臨災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)，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(jù)權(quán)利要求3所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的泥石流臨災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述土壤水分傳感器封裝在環(huán)氧樹脂純膠體內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的泥石流臨災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述土壤內(nèi)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(jù)權(quán)利要求5所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的泥石流臨災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述第二傳感器模塊由兩層襯底構(gòu)成，該兩層襯底的內(nèi)表面均覆蓋導(dǎo)體材料，在導(dǎo)體材料上覆蓋對壓力敏感的墨水，所述兩層襯底的內(nèi)表面通過粘合劑粘合在一起。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的泥石流臨災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)，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。
【文檔編號】G01D21/02GK203396427SQ201320527490
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】楊裔, 杜謹(jǐn)澤, 鄧毓博, 李彩虹, 貴向泉, 李守亮, 李廉 申請人:蘭州大學(xué)