滑坡應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種滑坡應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：多通道采集模塊(1)，用于將多通道輸入的采集數(shù)據(jù)發(fā)送給通訊模塊(2)；通訊模塊(2)，用于將接收的采集數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)、CDMA網(wǎng)絡(luò)或北斗衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)上傳；電源調(diào)節(jié)模塊(3)，用于通過(guò)分區(qū)供電的方式控制多通道采集模塊(1)和通訊模塊(2)僅在工作時(shí)被供給電源；外部供電模塊(4)，用于通過(guò)220V交流電源或太陽(yáng)能電池組件為電源調(diào)節(jié)模塊(3)提供電源。本發(fā)明通過(guò)將多通道采集模塊采集的數(shù)據(jù)以三種可選的方式上傳，并且具有220V交流電和太陽(yáng)能兩種供電方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)地質(zhì)條件和通訊條件較差的地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)地區(qū)的地質(zhì)監(jiān)測(cè)，結(jié)構(gòu)緊湊且安裝布設(shè)較容易，對(duì)電源和通訊設(shè)備的要求也較低，適用于突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害情況下的應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作。
【專(zhuān)利說(shuō)明】滑坡應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于嵌入式電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件、傳感檢測(cè)、野外防護(hù)技術(shù)的滑坡應(yīng)急監(jiān)控綜合體儀器。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)地區(qū)，突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)工作是一個(gè)難點(diǎn)，目前常用的監(jiān)測(cè)設(shè)備普遍存在專(zhuān)業(yè)類(lèi)型的整體比較笨重、安裝布設(shè)復(fù)雜、施工時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)電源和通訊系統(tǒng)要求高、遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)技術(shù)手段單一等缺點(diǎn)，無(wú)法滿(mǎn)足應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為解決現(xiàn)有的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)設(shè)備存在的整體比較笨重、安裝布設(shè)復(fù)雜、施工時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)電源和通訊系統(tǒng)要求高以及遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)技術(shù)手段單一的問(wèn)題，進(jìn)而提供了一種滑坡應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種滑坡應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括:
[0006]多通道采集模塊，用于將多通道輸入的采集數(shù)據(jù)發(fā)送給通訊模塊；
[0007]通訊模塊，用于將接收的采集數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)、CDMA網(wǎng)絡(luò)或北斗衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)上傳；
[0008]電源調(diào)節(jié)模塊，用于通過(guò)分區(qū)供電的方式控制多通道采集模塊和通訊模塊僅在工作時(shí)被供給電源；
[0009]外部供電模塊，用于通過(guò)220V交流電源或太陽(yáng)能電池組件為電源調(diào)節(jié)模塊提供電源。
[0010]本發(fā)明的有益效果是，通過(guò)將多通道采集模塊采集的數(shù)據(jù)以三種可選的方式上傳，并且具有220V交流電和太陽(yáng)能兩種供電方式，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)地質(zhì)條件和通訊條件較差的地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)地區(qū)的地質(zhì)監(jiān)測(cè)，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而且安裝布設(shè)較容易，短時(shí)間即可布設(shè)完成，對(duì)電源和通訊設(shè)備的要求也較低。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明提供的滑坡應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本發(fā)明提供的多通道采集模塊與通訊模塊的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3為本發(fā)明提供的CPU電源電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖4為本發(fā)明提供的AD電源電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖5為本發(fā)明提供的5伏傳感器電源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖6為本發(fā)明提供的12伏傳感器電源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖7為本發(fā)明提供的交直流電源切換電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖8為本發(fā)明提供的太陽(yáng)能充電電路的結(jié)構(gòu)示意圖；[0019]圖9為本發(fā)明提供的鋰電池充放電電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖10為本發(fā)明提供的防水保護(hù)箱的整體布局示意圖；
[0021]圖11為本發(fā)明提供的傳感器組件與防水保護(hù)箱的布設(shè)示意圖；
[0022]圖12為本發(fā)明提供的滑坡應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件組成示意圖；
[0023]圖13為本發(fā)明提供的滑坡應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件工作框架示意圖；
[0024]圖14為本發(fā)明提供的滑坡應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用狀態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了能夠更清晰地闡明本發(fā)明的特點(diǎn)和工作基本原理，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。
[0026]本【具體實(shí)施方式】提供了一種滑坡應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如圖1所示，包括:
[0027]多通道采集模塊I，用于將多通道輸入的采集數(shù)據(jù)發(fā)送給通訊模塊2；
[0028]通訊模塊2，用于將接收的采集數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)、CDMA網(wǎng)絡(luò)或北斗衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)上傳；
[0029]電源調(diào)節(jié)模塊3，用于通過(guò)分區(qū)供電的方式控制多通道采集模塊I和通訊模塊2僅在工作時(shí)被供給電源；
[0030]外部供電模塊4，用于通過(guò)220V交流電源或太陽(yáng)能電池組件為電源調(diào)節(jié)模塊3提供電源。
[0031]具體的，多通道采集模塊I包括:處理器11、電壓信號(hào)傳感器12和485模塊13，電壓信號(hào)傳感器12的傳感數(shù)據(jù)輸出端與處理器11的傳感數(shù)據(jù)輸入端連接，485模塊13的485格式數(shù)據(jù)輸出端與處理器11的485格式數(shù)據(jù)輸入端連接。其中，處理器11可采用PIC24F32K芯片，電壓信號(hào)傳感器12可采用ADS1256芯片。多通道采集模塊I與通訊模塊2的連接關(guān)系如圖2所示，PIC24F32K為儀器的核心處理器，屬于超低功耗16位單片機(jī)；ADS1256是24位Λ - Σ ADC,采集7路輸出O?5伏電壓信號(hào)的傳感器；485模塊通過(guò)PIC24的串口 2連接，用于接收輸出數(shù)據(jù)格式為485標(biāo)準(zhǔn)的智能傳感器；通訊模塊2包括了支持中國(guó)移動(dòng)與聯(lián)通GPRS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)格式的MC52i芯片，支持中國(guó)電信CDMA網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)格式的MC8332芯片和支持北斗短報(bào)文的北斗終端，這三種模塊通過(guò)RS232線(xiàn)纜與PIC24的串口I按照復(fù)用方式連接，供電統(tǒng)一為12伏電壓，電流不小于3安，通過(guò)3個(gè)繼電器與系統(tǒng)電源連接；考慮到野外供電問(wèn)題，為了盡量降低功耗，儀器通常處于低頻工作模式，在這種模式下整機(jī)電流低于I毫安，在設(shè)定的時(shí)間到后切換到正常工作頻率，采集存儲(chǔ)數(shù)據(jù)后向后臺(tái)的監(jiān)控軟件發(fā)送數(shù)據(jù)，考慮到野外環(huán)境下無(wú)線(xiàn)通訊的不確定性，通訊系統(tǒng)同時(shí)連接了三種設(shè)備，首先打開(kāi)繼電器給MC52i供電，如果接收命令或發(fā)送數(shù)據(jù)成功，隨后進(jìn)入低頻模式，等待下一次切換，如果沒(méi)有成功，則關(guān)閉MC52i，打開(kāi)MC8332，如果接收命令或發(fā)送數(shù)據(jù)成功，隨后進(jìn)入低頻模式，等待下一次切換，如果沒(méi)有成功，則關(guān)閉MC8332，打開(kāi)北斗終端，發(fā)送短報(bào)文數(shù)據(jù)后進(jìn)入低頻模式，等待下一次切換。
[0032]電源調(diào)節(jié)模塊3采用分區(qū)供電以降低系統(tǒng)功耗，多通道采集模塊I和通訊模塊2在工作時(shí)被供給電源，在其它時(shí)間徹底切斷電源以最大限度的降低功耗，整個(gè)系統(tǒng)受程序控制，分為CPU電源、AD電源、5伏傳感器電源、12伏傳感器電源。
[0033]圖3所示的是CPU電源電路，PIC24F32K是3.3伏供電，12伏的輸入電壓必須進(jìn)行DC降壓處理。DC降壓是比較損耗功率的，相當(dāng)于把部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，因此選用了一個(gè)自身功耗非常低的DC模塊LTC3631，LTC3631的靜態(tài)電流是12微安，在3.3伏電壓下最大輸出電流可以達(dá)到100暈安。
[0034]圖4所示的是AD電源電路，LP3878是一款低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器(LDO)，最大可以輸出800毫安的電流，輸出噪聲的典型值是18微伏，適用于做為高精度AD轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電源，8腳是使能端，連接PIC24的IO腳，采集數(shù)據(jù)時(shí)在PIC24的控制下使能為AD供電，完成后關(guān)斷停止供電。
[0035]圖5所不的是5伏傳感器電源電路，LM2596S是一款降壓開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器，最大輸出3安電流，可以為一些功耗較大的5伏傳感器供電，5腳是開(kāi)關(guān)，受到PIC24的IO腳控制，在通常情況下關(guān)斷，工作時(shí)打開(kāi)，以便最大限度的降低功耗。
[0036]圖6所示的是12伏傳感器電源電路，G6E-134P是一款歐姆龍的繼電器，最大支持3安電流，可以為一些功耗較大的12伏傳感器供電，PIC24的IO腳通過(guò)三極管控制繼電器的通斷，繼電器工作電流為43毫安，不過(guò)考慮到一般情況下工作時(shí)間很短，所以對(duì)整體功耗的降低影響不大。
[0037]外部供電模塊4由交直流切換、太陽(yáng)能控制、鋰電池組充放電三部分電路組成。由于北斗終端對(duì)電源系統(tǒng)要求較高，如果在監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)有220伏電源供應(yīng)，可以?xún)?yōu)先利用，如果220伏電力中斷，外部供電模塊會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)為太陽(yáng)能給蓄電池充電同時(shí)給儀器設(shè)備供電。如圖7所示，當(dāng)220伏變壓器輸出高電平控制信號(hào)PNP三極管斷開(kāi)，PMOS管G端和S端電壓相等，PMOS管斷開(kāi)，系統(tǒng)由220伏變壓器輸出的電壓給蓄電池充電；當(dāng)220伏電源中斷，PNP三極管控制端接地導(dǎo)通，PMOS管G端與S端存在12伏壓差，PMOS管導(dǎo)通，太陽(yáng)能板通過(guò)太陽(yáng)能控制器給蓄電池充電。
[0038]太陽(yáng)能控制器負(fù)責(zé)收集太陽(yáng)能板光能轉(zhuǎn)化的電能，調(diào)節(jié)輸出電壓?？紤]到太陽(yáng)能控制器實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中可能出現(xiàn)短路和反接情況，所以太陽(yáng)能控制器具備短路和電源反接保護(hù)功能。如圖8所示，太陽(yáng)能保護(hù)電路采用的是控制地來(lái)實(shí)現(xiàn)的，PWR_SUN、GND_SUN分別為太陽(yáng)能板正負(fù)極，正負(fù)極正常接入電路，Q5打開(kāi)，Q2、Q3導(dǎo)通，GND_SUN和GND_BAT接通，電路正常工作；當(dāng)正負(fù)極接反后Q4導(dǎo)通導(dǎo)致Q2斷開(kāi)，太陽(yáng)能地與電池地?cái)嚅_(kāi)而無(wú)法形成放電回路，從而達(dá)到電路保護(hù)的目的。20瓦太陽(yáng)能板直接輸出電壓為17伏左右，而電池充電需要12伏基礎(chǔ)電壓，因而需要調(diào)節(jié)太陽(yáng)能電壓到12伏。CPU輸出PWM信號(hào)控制Q8進(jìn)而控制PMOS Ql通斷，經(jīng)過(guò)電感LI和電容C2整流濾波后，輸出直流12伏。
[0039]鋰電池組充放電控制主要調(diào)節(jié)太陽(yáng)能控制器輸出的電能電壓電流，以滿(mǎn)足電鋰電池充電過(guò)程分為四個(gè)階段:涓流充電、橫流充電、恒壓充電和終止充電，如圖9所示。電池充放電管理芯片通過(guò)控制4個(gè)PMOS管，保護(hù)電池組不會(huì)過(guò)充或過(guò)放，同時(shí)控制充放電曲線(xiàn)，保證鋰電池組充電4個(gè)過(guò)程。電池組串聯(lián)充電過(guò)程中一節(jié)電池已經(jīng)充滿(mǎn)，原則上不能夠再進(jìn)行充電，否則這節(jié)已經(jīng)充滿(mǎn)的電池會(huì)出現(xiàn)過(guò)充現(xiàn)象而損壞，但這時(shí)串聯(lián)在一起的其余電池還沒(méi)有充滿(mǎn)電，所以電池組因?yàn)楸苊鈫喂?jié)過(guò)充而無(wú)法達(dá)到最大儲(chǔ)能的目的，大大降低了電池組使用效率。為了解決這個(gè)問(wèn)題，設(shè)計(jì)中增加了電池充電平衡電路，適當(dāng)釋放已經(jīng)充滿(mǎn)電電池的少部分電量，使得串聯(lián)在一起的其他電池仍然能夠繼續(xù)充電，延續(xù)到電池組中每節(jié)電池都達(dá)到充滿(mǎn)電的時(shí)候充電控制器才終止充電。電池組動(dòng)態(tài)平衡電路主要由CPU控制完成，CPU采集每節(jié)電池電壓，在S8254充電保護(hù)后，CPU判斷是哪一節(jié)電池達(dá)到了飽和充電電壓，如果其余電池還沒(méi)有充滿(mǎn)，CPU控制Q33?Q36相應(yīng)的PMOS管導(dǎo)通通過(guò)釋放已經(jīng)充滿(mǎn)電的電池部分電量，S8254便可恢復(fù)對(duì)電池組充電，直到所有電池都達(dá)到充電飽和電壓。
[0040]進(jìn)一步地，本【具體實(shí)施方式】提供的滑坡應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還可以包括防水保護(hù)箱，用于將多通道采集模塊1、通訊模塊2、電源調(diào)節(jié)模塊3和外部供電模塊4集成并進(jìn)行防水保護(hù)，防水保護(hù)箱平時(shí)以手提箱方式把除傳感器外儀器其它部分集成在一起。如圖10所示，在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)，太陽(yáng)能板單板重量為2.4公斤，使用時(shí)要保持防水保護(hù)箱的中心平穩(wěn)，所以三塊太陽(yáng)能板中兩塊采用左右布局方式，保證上面的第一塊太陽(yáng)板打開(kāi)后，箱體不至于翻倒。第一塊太陽(yáng)能板打開(kāi)后結(jié)構(gòu)上保證其與地面成45度角，另外兩塊太陽(yáng)能板平行于第一塊太陽(yáng)板。防水保護(hù)箱需要考慮中間設(shè)備電源和控制器部分密封防水，太陽(yáng)能板收起后依然保證密封防水性能，并在強(qiáng)光下不變形。前后箱體和太陽(yáng)能框架選用氧化鋁，材料輕便、有一定的結(jié)構(gòu)剛性、耐酸堿腐蝕、抗氧化性能好；隔板選用ABS，材料輕便、易于加工、耐酸堿腐蝕、絕緣。箱體合頁(yè)、箱體與太陽(yáng)能板合頁(yè)選用SUS304，便于前后箱體開(kāi)合、不需要承受很大的結(jié)構(gòu)重量、防腐蝕、承重能力好、合頁(yè)開(kāi)合力度可調(diào)節(jié)、占用空間??；緩沖墊選用PE，耐酸堿腐蝕、具有很好的彈性及耐磨性、材料輕便。
[0041]進(jìn)一步地，本【具體實(shí)施方式】提供的滑坡應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還可以包括傳感器組件，用于將采集數(shù)據(jù)發(fā)送給多通道采集模塊I。傳感器組件主要由位移傳感器、雨量傳感器及輕便支架組成。采用的傳感器包括拉繩式位移傳感器21，用于監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)范圍在I米以?xún)?nèi)，精度I毫米的常規(guī)裂縫；激光測(cè)距傳感器22，用于監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)范圍在40厘米-100米以?xún)?nèi)，精度2毫米的大跨度裂縫；磁致伸縮傳感器23，用于監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)范圍在1.5米以?xún)?nèi)，精度0.1毫米的裂縫；雨量傳感器24，用于降雨量的監(jiān)測(cè)，分辨率0.2毫米。與輕便支架配合以便于在野外監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)快速安裝，如圖11所示。支架高2米，最高處安裝有避雷針25，以防雷電危害；北斗天線(xiàn)26是全向天線(xiàn)，但是在南側(cè)不能有明顯的遮擋物，負(fù)責(zé)影響衛(wèi)星通訊，所以把它架在
1.9米處的支臂；雨量傳感器24采用了光電式，相較于翻斗式雨量計(jì)體積大為縮小，同樣安裝于1.9米處的支臂上以免受遮擋；激光測(cè)距傳感器22安裝于1.7米處的支臂上，可以上下調(diào)整角度以利于監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)，通過(guò)測(cè)量激光回波時(shí)間獲得位移變化數(shù)據(jù)；拉繩式位移傳感器21通過(guò)固定器安置在0.3米處，拉繩向下通過(guò)保護(hù)管橫跨待監(jiān)測(cè)裂縫兩端，通過(guò)內(nèi)部滑動(dòng)變阻器的線(xiàn)性變化獲得位移變化數(shù)據(jù)；磁致伸縮傳感器23不通過(guò)支架安裝，它的一端固定于滑坡裂縫后緣，磁環(huán)固定于裂縫前緣，通過(guò)磁環(huán)在金屬棒的移動(dòng)距離獲得位移變化數(shù)據(jù)；采集傳輸主機(jī)27通過(guò)線(xiàn)纜與傳感器和北斗天線(xiàn)連接，距離可以調(diào)整，以方便安置在合適的位置；所以現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備都具有可折疊和組合功能，以方便開(kāi)速展開(kāi)、布設(shè)和回收。
[0042]本【具體實(shí)施方式】提供的滑坡應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)控軟件主要分為主軟件框架、通訊子系統(tǒng)(Socket數(shù)據(jù)收發(fā)子系統(tǒng)、北斗數(shù)據(jù)收發(fā)子系統(tǒng))、數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)(SQL Server2008數(shù)據(jù)訪問(wèn)子系統(tǒng)、Access數(shù)據(jù)訪問(wèn)子系統(tǒng))，各部分組成如圖12所示，按照事件觸發(fā)模式工作，相應(yīng)的工作過(guò)程如圖13所示:啟動(dòng)步驟:①加載各可用的通訊子系統(tǒng)加載程序配置文件；③注冊(cè)數(shù)據(jù)解析模塊；④根據(jù)加載的配置項(xiàng)配置當(dāng)前啟動(dòng)模式為服務(wù)端模式或客戶(hù)端模式；⑤注冊(cè)命令發(fā)送部分事件；⑥啟動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)；⑦啟動(dòng)數(shù)據(jù)解析模塊啟動(dòng)通訊子系統(tǒng)(另外根據(jù)配置啟動(dòng)本地監(jiān)聽(tīng)或連接過(guò)程)。數(shù)據(jù)解析過(guò)程:①通訊子系統(tǒng)將接收的數(shù)據(jù)以事件方式返回給數(shù)據(jù)收發(fā)管理部分；②數(shù)據(jù)收發(fā)管理部分將接收的數(shù)據(jù)以觀察者模式投送給數(shù)據(jù)解析模塊兒解析部分根據(jù)回傳數(shù)據(jù)協(xié)議標(biāo)識(shí)選擇合適的解析方法解析數(shù)據(jù)；④將解析數(shù)據(jù)更新至數(shù)據(jù)庫(kù)、另外記錄一些必要的報(bào)警信息；⑤通知界面更新設(shè)備狀態(tài)及刷新界面數(shù)據(jù)。命令發(fā)送過(guò)程:①當(dāng)用戶(hù)在界面上選中一臺(tái)設(shè)備時(shí)，命令發(fā)送顯示部分根據(jù)該設(shè)備所屬協(xié)議自動(dòng)加載相應(yīng)的命令發(fā)送界面；②用戶(hù)在界面選擇發(fā)送方式和將要發(fā)送的命令，填寫(xiě)必要參數(shù)；③用戶(hù)點(diǎn)擊命令發(fā)送按鈕，命令發(fā)送去以事件的方式將命令信息投送給主程序框架；④主程序框架根據(jù)預(yù)先設(shè)置的方式將命令投送給數(shù)據(jù)收發(fā)管理部分或者存入數(shù)據(jù)庫(kù)待下次設(shè)備回傳數(shù)據(jù)時(shí)及時(shí)下發(fā)到設(shè)備。協(xié)議解析及設(shè)備數(shù)據(jù)解析配置:①回傳數(shù)據(jù)首先以協(xié)議本身的配置方式解析存入數(shù)據(jù)庫(kù)②具體設(shè)備進(jìn)行二次解析配置，解析數(shù)據(jù)以第一次解析數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。
[0043]數(shù)據(jù)庫(kù)針對(duì)數(shù)據(jù)量大、訪問(wèn)速度、安全性等問(wèn)題，采用SQL Server2008數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)考慮到將常用數(shù)據(jù)與部分狀態(tài)數(shù)據(jù)分開(kāi)存儲(chǔ)，這樣既可以加快常用數(shù)據(jù)的檢索速度，又可以方便以后對(duì)實(shí)時(shí)采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)做優(yōu)化處理(比如位移等參數(shù)在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)變化趨勢(shì)比較平緩)。添加對(duì)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)的緩存——相當(dāng)于運(yùn)行在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)表，實(shí)時(shí)更新采集數(shù)據(jù)同時(shí)經(jīng)由數(shù)據(jù)接口實(shí)時(shí)更新SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)。與此同時(shí)，檢索某個(gè)終端實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)時(shí)也直接從內(nèi)存中緩存的數(shù)據(jù)表中讀取數(shù)據(jù)，從而進(jìn)一步縮短數(shù)據(jù)讀取時(shí)間。
[0044]通訊協(xié)議主要是基于北斗短報(bào)文的格式，GPRS、CDMA網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)格式與之相同。每條數(shù)據(jù)有效長(zhǎng)度是80個(gè)字節(jié)，見(jiàn)表I。包含了必須的內(nèi)容，在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)方面還預(yù)留了 3個(gè)參數(shù)的位置，以方便以后連接新傳感器的擴(kuò)充。具體內(nèi)容是標(biāo)志，表示北斗用戶(hù)數(shù)據(jù)開(kāi)始；設(shè)備ID是綜合監(jiān)測(cè)儀的唯一識(shí)別代碼；“A5”是固定字符串；“電源輸出狀態(tài)”表示綜合監(jiān)測(cè)儀提供給傳感器的電源情況正閾值和負(fù)閾值報(bào)警項(xiàng)”每一位代表一個(gè)參數(shù)是否報(bào)警；參數(shù)則是監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)。
[0045]本【具體實(shí)施方式】提供的滑坡應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作原理是:突發(fā)性滑坡災(zāi)害發(fā)生后，應(yīng)急監(jiān)測(cè)人員攜帶滑坡應(yīng)急監(jiān)控綜合體進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，快速安裝設(shè)備后撤離，利用220伏民用電或者太陽(yáng)能和電池組成的電源系統(tǒng)給儀器設(shè)備、傳感器和通訊設(shè)備供電，通過(guò)GPRS或北斗短報(bào)文，確保把采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，以供領(lǐng)導(dǎo)、專(zhuān)家據(jù)此作出決策，圖14為應(yīng)急監(jiān)測(cè)人員使用設(shè)備的示例關(guān)系。
[0046]采用本【具體實(shí)施方式】提供的技術(shù)方案具有以下的技術(shù)效果:
[0047]1、儀器與外部機(jī)箱一體化設(shè)計(jì):儀器無(wú)需增加保護(hù)設(shè)備直接在野外工作，整體機(jī)構(gòu)緊湊，可以由最少2人在野外環(huán)境下攜帶與布設(shè)。
[0048]2、儀器工作可靠:儀器的電子元件按照車(chē)用級(jí)標(biāo)準(zhǔn)選擇，電路板遵循電磁兼容原則下設(shè)計(jì)，可以保證系統(tǒng)正常工作和工作的可靠性。
[0049]3、供電多樣化:可以同時(shí)采用民用220V和太陽(yáng)能二種方式供電。
[0050]4、多模式通訊:可以并行采用GPRS、CDMA、北斗短報(bào)文三種通訊模式，以確保在任何條件下都可以實(shí)時(shí)傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
[0051]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，這些【具體實(shí)施方式】都是基于本發(fā)明整體構(gòu)思下的不同實(shí)現(xiàn)方式，而且本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種滑坡應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括: 多通道采集模塊(I)，用于將多通道輸入的采集數(shù)據(jù)發(fā)送給通訊模塊(2)； 通訊模塊(2)，用于將接收的采集數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)、CDMA網(wǎng)絡(luò)或北斗衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)上傳； 電源調(diào)節(jié)模塊(3)，用于通過(guò)分區(qū)供電的方式控制多通道采集模塊(I)和通訊模塊(2)僅在工作時(shí)被供給電源； 外部供電模塊(4)，用于通過(guò)220V交流電源或太陽(yáng)能電池組件為電源調(diào)節(jié)模塊(3)提供電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑坡應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括:防水保護(hù)箱，用于將多通道采集模塊(I)、通訊模塊(2)、電源調(diào)節(jié)模塊(3)和外部供電模塊(4)集成并進(jìn)行防水保護(hù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑坡應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括:傳感器組件，用于將采集數(shù)據(jù)發(fā)送給多通道采集模塊(I)，所述傳感器組件包括拉繩式位移傳感器、激光測(cè)距傳感器、磁致伸縮傳感器和雨量傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑坡應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，多通道采集模塊(I)包括:處理器(11)、電壓信號(hào)傳感器(12)和485模塊(13),電壓信號(hào)傳感器(12)的傳感數(shù)據(jù)輸出端與處理器(11)的傳感數(shù)據(jù)輸入端連接，485模塊(13)的485格式數(shù)據(jù)輸出端與處理器(11)的485格式數(shù)據(jù)輸入端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑坡應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，通訊模塊(2)包括:用于支持GPRS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的MC52i芯片、用于支持CDMA網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的MC8332芯片和用于支持北斗短報(bào)文的北斗終端。
【文檔編號(hào)】H04L29/06GK103940472SQ201410201061
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】殷躍平, 陳紅旗, 曹修定, 吳悅, 楊凱, 董翰川, 潘書(shū)華 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心