00米距離內(nèi)與物聯(lián)網(wǎng)基站的可靠互通。R9、R10、R11組成帶通網(wǎng)絡(luò)，以滿(mǎn)足天線(xiàn)匹配和抑制帶外雜波輻射的要求。三軸加速度傾角傳感器I的D1l端和D102端與MCU2的D1l端和D102端相連，實(shí)現(xiàn)將三軸加速度傾角傳感器I獲取的采集數(shù)據(jù)傳送給MCU2。通信芯片3的PA9端和PAlO端與MCU2的PA9端和PAlO端相連，實(shí)現(xiàn)MCU2的報(bào)警信息或巡檢信息發(fā)送給通信芯片3，通信芯片3利用其TX端接的發(fā)射天線(xiàn)4，對(duì)外發(fā)送。
[0048]為了增加設(shè)備的待機(jī)時(shí)間、節(jié)省耗電量，通信芯片3在日常監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)中并不上電，等到使用時(shí)再通過(guò)MCU2進(jìn)行控制上電。因此，MCU2的PC7端通過(guò)電阻R3和PNP三級(jí)管Ql接入通信芯片3的VBAT端和VMCU端，實(shí)現(xiàn)MCU2來(lái)控制通信芯片3是否上電。如圖6所示，還包括電源7。電源7采用的是臺(tái)灣AME公司的極低功耗三端穩(wěn)壓器芯片AME8855，電池BTl采用的是鋰亞硫酰氯電池，這種電池具有極低的自放電率，可以維持6年的電源供應(yīng)。通信芯片3、三軸加速度傾角傳感器I和MCU2均與電源7相連，電源7為整個(gè)裝置進(jìn)行電源供應(yīng)。
[0049]為了增加山體滑坡預(yù)測(cè)的反應(yīng)速度，可以在通信芯片3中預(yù)先集成設(shè)置好報(bào)警信息，將通信芯片3設(shè)置成單一功能，即通信芯片3 —上電，立即發(fā)送報(bào)警信息。因此，通信芯片3的Β00Τ0端通過(guò)電阻R12下拉接地，實(shí)現(xiàn)對(duì)通信芯片3的設(shè)置，一上電就自動(dòng)發(fā)送報(bào)警信息。
[0050]針對(duì)本裝置可以使用預(yù)警監(jiān)測(cè)的傳統(tǒng)控制方法，在此也提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的山體滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置的控制方法，包括以下步驟:
[0051]第一步，系統(tǒng)初始化。三軸加速度傾角傳感器I和MCU2清除保存在自身內(nèi)存中的傾斜角度初始值數(shù)據(jù)，以準(zhǔn)備接收新的數(shù)據(jù)。
[0052]第二步，初始值的刷新。三軸加速度傾角傳感器I以短時(shí)間周期T定時(shí)采集當(dāng)前機(jī)體傾斜角度α，即以每個(gè)短時(shí)間周期T采集一次，傳送給MCU2。三軸加速度傾角傳感器I和MCU2將傾斜角度α定義為最新初始值，MCU2根據(jù)更新后的傾斜角度α進(jìn)行閾值判斷。
[0053]第三步，裝置整體待機(jī)狀態(tài)。為了節(jié)省電源，滿(mǎn)足長(zhǎng)時(shí)間的待機(jī)需要，當(dāng)三軸加速度傾角傳感器I在進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)時(shí)，MCU2和通信芯片3處于睡眠狀態(tài)。三軸加速度傾角傳感器I實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前的傾斜角度α和外加速度力β，并實(shí)時(shí)傳給MCU2，當(dāng)三軸加速度傾角傳感器I接收數(shù)據(jù)時(shí)，則恢復(fù)工作狀態(tài)，通信芯片3則仍處于睡眠狀態(tài)。
[0054]第四步，裝置定時(shí)巡檢。由于通信芯片3長(zhǎng)期處于睡眠狀態(tài)，為避免通信芯片3的損壞無(wú)法得知，影響預(yù)警效果，裝置在長(zhǎng)時(shí)間周期Q內(nèi)進(jìn)行一次自檢過(guò)程。MCU2以長(zhǎng)時(shí)間周期Q為單位，MCU2在長(zhǎng)時(shí)間周期Q內(nèi)控制電源7分別給三軸加速度傾角傳感器1、MCU2和通信芯片3上電，MCU2發(fā)送巡檢信息且通過(guò)通信芯片3發(fā)送至移動(dòng)終端6，移動(dòng)終端6定期正常接收到巡檢信息則表示裝置工作正常；若未正常接收到巡檢信息則代表設(shè)備可能存在故障，安排工作人員現(xiàn)場(chǎng)查看、維修。
[0055]第五步，預(yù)警狀態(tài)的判斷。MCU2根據(jù)三軸加速度傾角傳感器I的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)果判斷當(dāng)前裝置的運(yùn)行狀態(tài)，以確定是否觸發(fā)通信芯片3進(jìn)行報(bào)警。其具體步驟如下:
[0056](I)三軸加速度傾角傳感器I實(shí)時(shí)采集傾斜角度α和外加速度力β，并傳送給MCU2o
[0057](2)MCU2根據(jù)預(yù)警判斷準(zhǔn)則判斷當(dāng)前是否需要進(jìn)行報(bào)警，預(yù)警判斷準(zhǔn)則如下:
[0058]A、若傾斜角度α < Α，其中A為傾斜角度閾值，則裝置處于待機(jī)狀態(tài)；
[0059]B、若外加速度力β < B，其中B為外加速度閾值，則裝置處于待機(jī)狀態(tài)；
[0060]C、若在第一個(gè)短時(shí)間周期T內(nèi)傾斜角度α > Α，且在第二個(gè)短時(shí)間周期T內(nèi)同樣傾斜角度α > Α，則裝置處于報(bào)警狀態(tài)，MCU2控制電源7給通信芯片3上電，MCU2控制通信芯片3向移動(dòng)終端6發(fā)送報(bào)警信息，工作人員的移動(dòng)終端6獲取到報(bào)警信息后，立即組織相關(guān)工作。
[0061]D、若外加速度力β > B，則裝置同樣處于報(bào)警狀態(tài)，MCU2控制電源7給通信芯片3上電，MCU2控制通信芯片3給移動(dòng)終端6發(fā)送報(bào)警信息。
[0062]由于整體裝置的正常工作主要依靠于電力的長(zhǎng)期供應(yīng)，還可以設(shè)置低電壓報(bào)警的判斷步驟，其具體步驟如下:
[0063](1)MCU2監(jiān)測(cè)電源7內(nèi)的電池電壓V，并與電壓閾值W進(jìn)行判斷。
[0064](2)若電池電壓V < W，其中W為電壓閾值，則MCU2控制電源7給通信芯片3上電。
[0065](3)MCU2控制通信芯片3發(fā)送低電壓報(bào)警信息給移動(dòng)終端6，告知相關(guān)維護(hù)人員設(shè)備電量低，進(jìn)行電源7的充電和更換。
[0066]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等同物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的山體滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，包括通信芯片(3)、物聯(lián)網(wǎng)基站(5)和移動(dòng)終端(6)，通信芯片(3)上接有發(fā)射天線(xiàn)(4)，通信芯片(3)通過(guò)發(fā)射天線(xiàn)(4)與物聯(lián)網(wǎng)基站(5)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，物聯(lián)網(wǎng)基站(5)通過(guò)移動(dòng)通信基站(8)與移動(dòng)終端(6)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，其特征在于:還包括MCU(2)和三軸加速度傾角傳感器(I)，所述的三軸加速度傾角傳感器⑴的數(shù)據(jù)輸出端與MCU (2)的數(shù)據(jù)輸入端相連，所述的通信芯片(3)接在MCU (2)的串口上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的山體滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于:所述的MCU(2)的型號(hào)為STM32L，三軸加速度傾角傳感器(I)的型號(hào)為ADIS16209，通信芯片(3)的型號(hào)為 SCNPC0003010。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的山體滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于:所述的三軸加速度傾角傳感器(I)的D1l端和D102端與MCU (2)的D1l端和D102端相連，通信芯片(3)的PA9端和PAlO端與MCU⑵的PA9端和PAlO端相連，通信芯片(3)的TX端接有發(fā)射天線(xiàn)(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的山體滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于:所述的MCU(2)的PC7端通過(guò)電阻R3和PNP三級(jí)管Ql接入通信芯片(3)的VBAT端和VMCU端。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的山體滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于:還包括電源(7)，電源(7)的型號(hào)為AME8855，所述的通信芯片(3)、三軸加速度傾角傳感器(I)和MCU⑵均與電源(7)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的山體滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于:所述通信芯片(3)的Β00Τ0端通過(guò)電阻R12接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的山體滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置的控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 71)系統(tǒng)初始化，三軸加速度傾角傳感器(I)和MCU(2)清除保存在自身內(nèi)存中的傾斜角度初始值數(shù)據(jù)； 72)初始值的刷新，三軸加速度傾角傳感器(I)以短時(shí)間周期T定時(shí)采集當(dāng)前機(jī)體傾斜角度α，三軸加速度傾角傳感器(I)和MCU (2)將傾斜角度α定義為最新初始值； 73)裝置整體待機(jī)狀態(tài)，MCU(2)處于睡眠狀態(tài)，三軸加速度傾角傳感器(I)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前的傾斜角度α和外加速度力β ； 74)裝置定時(shí)巡檢，MCU(2)以長(zhǎng)時(shí)間周期Q為單位，MCU(2)在長(zhǎng)時(shí)間周期Q內(nèi)控制電源(7)分別給三軸加速度傾角傳感器(1)、MCU(2)和通信芯片(3)上電，MCU(2)發(fā)送巡檢信息且通過(guò)通信芯片(3)發(fā)送至移動(dòng)終端(6); 74)預(yù)警狀態(tài)的判斷，MCU(2)根據(jù)三軸加速度傾角傳感器(I)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)果判斷當(dāng)前裝置的運(yùn)行狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的山體滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置的控制方法，其特征在于，所述的預(yù)警狀態(tài)的判斷包括以下步驟: 81)三軸加速度傾角傳感器(I)實(shí)時(shí)采集傾斜角度α和外加速度力β，并傳送給MCU (2)； 82)MCU(2)根據(jù)預(yù)警判斷準(zhǔn)則判斷當(dāng)前是否需要進(jìn)行報(bào)警，預(yù)警判斷準(zhǔn)則如下: 821)若傾斜角度α<Α，其中A為傾斜角度閾值，則裝置處于待機(jī)狀態(tài)； 822)若外加速度力βSB，其中B為外加速度閾值，則裝置處于待機(jī)狀態(tài)； 823)若在第一個(gè)短時(shí)間周期T內(nèi)傾斜角度α> A，且在第二個(gè)短時(shí)間周期T內(nèi)傾斜角度α > A，則裝置處于報(bào)警狀態(tài)，MCU(2)控制電源(7)給通信芯片(3)上電，MCU(2)控制通信芯片(3)向移動(dòng)終端(6)發(fā)送報(bào)警信息； 824)若外加速度力β>Β，則裝置處于報(bào)警狀態(tài)，MCU(2)控制電源(7)給通信芯片(3)上電，MCU(2)控制通信芯片(3)給移動(dòng)終端(6)發(fā)送報(bào)警信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的山體滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置的控制方法，其特征在于，還包括低電壓報(bào)警，包括以下步驟: 91)MCU(2)監(jiān)測(cè)電源(7)內(nèi)的電池電壓V，并與電壓閾值W進(jìn)行判斷； 92)若電池電壓V< W，其中W為電壓閾值，則MCU⑵控制電源(J)給通信芯片(3)上電； 93)MCU(2)控制通信芯片(3)發(fā)送低電壓報(bào)警信息給移動(dòng)終端(6)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的山體滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置及其控制方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比解決了山體滑坡預(yù)警設(shè)備無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際需要的缺陷。本發(fā)明包括通信芯片、物聯(lián)網(wǎng)基站和移動(dòng)終端，通信芯片上接有發(fā)射天線(xiàn)，通信芯片通過(guò)發(fā)射天線(xiàn)與物聯(lián)網(wǎng)基站進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，物聯(lián)網(wǎng)基站通過(guò)移動(dòng)通信基站與移動(dòng)終端進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，還包括MCU和三軸加速度傾角傳感器，所述的三軸加速度傾角傳感器的數(shù)據(jù)輸出端與MCU的數(shù)據(jù)輸入端相連，所述的通信芯片接在MCU的串口上。本發(fā)明能夠在山體滑坡災(zāi)害發(fā)生的瞬間，迅速將報(bào)警信息發(fā)送給指定的物聯(lián)網(wǎng)基站，從而將報(bào)警信息發(fā)送給指定的移動(dòng)終端。
【IPC分類(lèi)】G08B21-10, G01D21-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104794860
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510224345
【發(fā)明人】孟祥玉
【申請(qǐng)人】孟祥玉
【公開(kāi)日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年4月24日