基于無人飛行器中繼的wifi或無線電數(shù)傳的山體滑坡災害預警系統(tǒng)及其預警方法
【技術領域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種基于無人飛行器中繼的WIFI或無線電數(shù)傳的山體滑坡災害預警系統(tǒng)及其預警方法，尤其適合地形環(huán)境惡劣，難以做到及時獲取滑坡信息的山體。
【背景技術】
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[0002]滑坡是全世界常見的自然地質災害。山體滑坡不僅造成一定范圍內的人員傷亡、財產(chǎn)損失，還會對附近道路交通造成嚴重威脅。常常給工農業(yè)生產(chǎn)以及人民生命財產(chǎn)造成巨大損失、有的甚至是毀滅性的災難。傳統(tǒng)滑坡檢測主要是在現(xiàn)場布置固定的傳感器和儀表后，通過匯總人工定時讀取的數(shù)據(jù)來得到滑坡的安全狀況，難以及時甚至無法捕捉到滑坡臨近失穩(wěn)前的最寶貴信息，因此不可能及時準確地對滑坡狀況進行預測報警。當前的山體滑坡檢測預警系統(tǒng)常采用在現(xiàn)場布置各類傳感器，通過GPRS/3G進行無線數(shù)據(jù)傳輸，由后端服務平臺進行數(shù)據(jù)分析，得出檢測結論。但是山體滑坡多發(fā)區(qū)域的環(huán)境資源相對較少，3G {目號、電力的覆蓋不一定能完全彳兩足，還要對暴雨、大風、爆曬、人為破壞等可能破壞檢測設備。因此在一定程度上影響了此類檢測系統(tǒng)的適用，所以需要一種滿足山區(qū)的各種地形、資源條件和通訊條件的山體滑坡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

【發(fā)明內容】

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[0003]為了克服現(xiàn)有滑坡檢測系統(tǒng)難以及時準確地對滑坡狀況進行預測報警的現(xiàn)狀，本發(fā)明提供一種基于無人飛行器中繼的WIFI或無線電數(shù)傳的山體滑坡災害預警系統(tǒng)及其預警方法，其以無人飛行器為數(shù)據(jù)中繼，使檢測點布置靈活，不受地形條件的影響，也不需人員現(xiàn)場采集，并可按需求及時獲取滑坡信息的新型災害預警系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明采用如下技術方案:一種基于無人飛行器中繼的WIFI或無線電數(shù)傳的山體滑坡災害預警系統(tǒng)，其包括布置于險情易發(fā)點區(qū)域的若干個檢測點；無人飛行器；及數(shù)據(jù)處理中心；
[0005]所述檢測點包括第一檢測粧、第二檢測粧、第三檢測粧、第一傾角傳感器、第二傾角傳感器、第三傾角傳感器、超聲波測距傳感器、為檢測點提供所需電能的太陽能風能結合供電裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、第一 WIFI或無線電數(shù)傳模塊及聲光報警器，所述超聲波測距傳感器裝載于第一檢測粧的頂部，第一傾角傳感器、第二傾角傳感器、第三傾角傳感器分別對應的安裝于第一檢測粧、第二檢測粧、第三檢測粧的底部；
[0006]所述無人飛行器包括第二 WIFI或無線電數(shù)傳模塊、機載數(shù)據(jù)處理模塊及圖像采集系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集各檢測粧的傾角參數(shù)及粧間位移參數(shù)后經(jīng)第一 WIFI或無線電數(shù)傳模塊輸出，由第二 WIFI或無線電數(shù)傳模塊接收，圖像采集系統(tǒng)采集檢測點圖像數(shù)據(jù)；
[0007]所述數(shù)據(jù)處理中心包括數(shù)據(jù)處理分析模塊、用于接收第二 WIFI或無線電數(shù)傳模塊傳輸來的各檢測粧的傾角參數(shù)及粧間位移參數(shù)以及用于接收圖像采集系統(tǒng)采集到的檢測點圖像數(shù)據(jù)并將接收的參數(shù)和圖像傳輸給數(shù)據(jù)處理分析模塊的第三WIFI或無線電數(shù)傳模塊、及用于控制無人飛行器飛行的無人飛行器調度模塊。
[0008]進一步地，所述第一檢測粧、第二檢測粧及第三檢測粧相互之間的間距為3?5米。
[0009]本發(fā)明還采用如下技術方案:一種基于無人飛行器中繼的WIFI或無線電數(shù)傳的山體滑坡災害預警系統(tǒng)的預警方法，其包括如下步驟:
[0010](I).數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集各檢測粧的傾角參數(shù)及粧間位移參數(shù)，并進行分析，若分析結果超限，則進入步驟(2)，若分析結果未超限，則進入步驟(3);
[0011](2).啟動聲光報警器，警示附近人員或提示在此檢測點巡檢的無人飛行器進入緊急模式，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集的各檢測粧的傾角參數(shù)及粧間位移參數(shù)后經(jīng)第一 WIFI或無線電數(shù)傳模塊輸出，由第二 WIFI或無線電數(shù)傳模塊接收，同時圖像采集系統(tǒng)采集檢測點圖像數(shù)據(jù)，無人飛行器返回數(shù)據(jù)處理中心，第三WIFI或無線電數(shù)傳模塊接收從第二WIFI或無線電數(shù)傳模塊傳輸來的各檢測粧的傾角參數(shù)及粧間位移參數(shù)以及接收從圖像采集系統(tǒng)采集到的檢測點圖像數(shù)據(jù)并將接收的參數(shù)和圖像傳輸給數(shù)據(jù)處理分析模塊，數(shù)據(jù)處理分析模塊結合歷史數(shù)據(jù)進行災情分析，并給出災情處理建議；
[0012](3).無人飛行器按調度計劃由無人飛行器調度模塊控制繼續(xù)巡檢下一個檢測點。
[0013]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0014](I)采用WIFI數(shù)據(jù)傳輸克服了山區(qū)GPRS/3G信號不能完全覆蓋的問題，使滑坡檢測更加準確即時；
[0015](2)從滑坡產(chǎn)生的物理過程著手，通過超聲波測距傳感器和傾角傳感器測量獲取滑坡體變化過程物理信息的傾角、滑坡運動，操作簡單，成本低廉；
[0016](3)利用無人飛行器進行圖像采集與數(shù)據(jù)中繼，將坡體不同檢測點獲取的信息匯總并綜合分析決策預警，可實現(xiàn)無人值守自動預警，同時可不受環(huán)境限制；
[0017](4)現(xiàn)場傳感器采用太陽能電池與風電結合供電，無需立桿送電，節(jié)省人力和資源；
[0018](5)適用于多種地形，安裝簡便，無需專業(yè)人員操作，且成本低，可廣泛布設并推廣應用于山區(qū)的村莊、居民區(qū)、重要鐵路和公路等附近的山體。
【附圖說明】
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[0019]圖1為本發(fā)明基于無人飛行器中繼的WIFI或無線電數(shù)傳的山體滑坡災害預警系統(tǒng)。
[0020]圖2為太陽能風能結合供電裝置圖。
[0021]圖3為檢測粧與傾角傳感器、超聲波測距傳感器的安裝位置圖。
【具體實施方式】
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[0022]請參照圖1所示，本發(fā)明基于無人飛行器中繼的WIFI或無線電數(shù)傳的山體滑坡災害預警系統(tǒng)包括布置于險情易發(fā)點區(qū)域的若干個檢測點(其中每個檢測點包括第一檢測粧、第二檢測粧、第三檢測粧、第一傾角傳感器、第二傾角傳感器、第三傾角傳感器、超聲波測距傳感器、太陽能風能結合供電裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、第一 WIFI或無線電數(shù)傳模塊及聲光報警器)；無人飛行器(包括圖像采集系統(tǒng)、機載數(shù)據(jù)處理模塊及第二 WIFI或無線電數(shù)傳模塊)；數(shù)據(jù)處理中心(第三WIFI或無線電數(shù)傳模塊、數(shù)據(jù)處理分析模塊及無人飛行器調度模塊)。無人飛行器由數(shù)據(jù)處理中心的飛行調度模塊控制，定時或即時巡檢某個或多個檢測點。每個檢測點由太陽能風能結合供電裝置供電，太陽能風能結合供電裝置能夠克服了檢測點供電不易、蓄電池充電困難的問題。在有風或有太陽光照射的環(huán)境下，通過風光互補控制器，將太陽能電池板或風力發(fā)電機發(fā)的電用于給蓄電池充電，保持蓄電池電力充足。通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集各檢測粧的傾角參數(shù)及粧間位移參數(shù)，并進行處理分析，若分析結果超限，則啟動聲光報警器，警示附近人員或提示在此檢測點巡檢的無人飛行器進入緊急模式。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集的各檢測粧的傾角