一种切坡建房地质灾害监测装置及预警系统的制作方法

1.本实用新型属于灾害防治及处理领域，具体涉及一种切坡建房地质灾害监测装置及预警系统。


背景技术：

2.我国气候条件、地质地貌条件复杂，每年地质灾害给国家基础设施和灾区人民生命财产带来重大损失，同时也对住宅建房的选址造成了挑战。而住宅选址的不当，例如：有的房屋建在不稳定的滑坡体上，有的房屋建在了易发生崩塌的危岩脚下或依泥石流谷沟，更是容易对人民的财产和生命造成损失。
3.基于这种情况，市面上推出了多种地址灾害监测设备，但是这些设备普遍存在设备结构复杂、功耗高、且需要现场铺设线路供电等情况，进而导致造价昂贵、现场安装调试复杂、综合成本高，不利于广泛应用。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种切坡建房地质灾害监测装置，所述切坡建房地质灾害监测装置解决了传统监测设备安装调试复杂、成本高的问题。本实用新型还提出了一种切坡建房地质灾害预警系统。
5.根据本实用新型第一方面实施例的切坡建房地质灾害监测装置，包括：
6.第一壳体，其底部设置有快速固定部件，所述快速固定部件用于将所述第一壳体固定在需监测区域中；
7.太阳能电池组件，设置于所述第一壳体顶部并用于给切坡建房地质灾害监测装置供电；
8.加速度检测单元，设置于所述第一壳体内；
9.定位单元，设置于所述第一壳体内；
10.第一主控器，设置于所述第一壳体内并分别与所述加速度检测单元和定位单元连接；
11.第一无线通讯模块，设置于所述第一壳体内并与所述第一主控器连接。
12.根据本实用新型实施例的切坡建房地质灾害监测装置，至少具有如下技术效果：通过加速度检测单元可以检测第一壳体的加速度状态，从而判断是否出现过土层移动。通过定位单元可以定位第一壳体的位置，进而可以辅助判断土层具体的移动距离，同时，通过定位第一壳体的位置，在使用多个本实用新型实施例的监测装置时，也能够直观的查看到设置的位置是否合理。通过在第一壳体顶部设置太阳能电池组件，可以省去外接的电力线，提高本实用新型实施例的监测装置设置位置的灵活程度，还能够减少布置电力线的人力和物力；通过第一无线通讯模块可以实现无线通讯，在结合太阳能电池组件后，让本实用新型实施例的监测装置真正的实现无外部连接线的结构，从而极大的减少了安装所需要投入的人力。同时，本实用新型实施例的监测装置相较于其他检测装置而言，内部结构更为精简，
体积得到了极大的缩小，同时在第一壳体底部设置快速固定部件后，更是能够提高整个监测装置布置的速度，且对安装人员的专业要求进一步降低。此外，本实用新型实施例的监测装置因其体积小、安装便捷的特性，因此在出现故障之后，可以直接快速更换，达到快速排障的目的。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述快速固定部件包括设置于所述第一壳体底部的插接部件。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述快速固定部件还包括设置于所述第一壳体底部和所述插接部件之间的支撑部，所述支撑部与所述插接部件可拆卸连接。
15.根据本实用新型的一些实施例，所述插接部件采用多个针形部件。
16.根据本实用新型的一些实施例，上述切坡建房地质灾害监测装置还包括设置于所述第一壳体内并与所述第一主控器连接的第一存储器。
17.根据本实用新型第二方面实施例的切坡建房地质灾害预警系统，包括：
18.预警装置，包括声光报警单元、雨量传感器、第二壳体以及设置于所述第二壳体内的第二主控器、第二无线通讯模块、电源模块；所述第二主控器分别与所述声光报警单元、雨量传感器、第二无线通讯模块连接；所述雨量传感器用于采集所述需监测区域中的雨量数据；
19.多个上述的切坡建房地质灾害监测装置，皆与所述第二无线通讯模块无线连接。
20.根据本实用新型实施例的切坡建房地质灾害预警系统，至少具有如下技术效果：通过布置多个监测装置可以对整个需监测区域中土层移动情况进行全面的采集，同时，因为监测装置布置的便捷性，所以可以极大提高构建完整切坡建房地质灾害预警系统的速度，并且可以提高所构建的切坡建房地质灾害预警系统的数据采集的全面性。通过雨量传感器可以采集需监测区域内的雨量数据，进而可以及时向用户发送雨量数据，以作好防护措施。通过声光报警单元可以实现本地报警，进而可以通知需监测区域内的人员快速的进行撤离，避免出现生命安全问题。本实用新型实施例的切坡建房地质灾害预警系统相较于传统的监测系统而言，具备布置简单、监测盲区小、维护方便等优点，适合进行产业化推广。
21.根据本实用新型的一些实施例，所述预警装置还包括设置于所述第二壳体内并与所述第二主控器连接的第二存储器。
22.根据本实用新型的一些实施例，上述切坡建房地质灾害预警系统还包括与所述预警装置连接的摄像装置，所述摄像装置用于采集所述需监测区域中的影像数据。
23.根据本实用新型的一些实施例，所述预警装置还包括设置于所述第二壳体上并与所述第二主控器连接的按键单元。
24.根据本实用新型的一些实施例，所述预警装置还包括与所述第二无线通讯模块连接的信号增益单元。
25.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
26.本实用新型的上述或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
27.图1是本实用新型实施例的切坡建房地质灾害监测装置的结构框图；
28.图2是本实用新型实施例的切坡建房地质灾害监测装置的立体图简图；
29.图3是本实用新型实施例的切坡建房地质灾害预警系统的电气连接关系图；
30.图4是本实用新型实施例的预警装置的立体简图。
31.附图标记：
32.第一壳体100、快速固定部件110、插接部件111、支撑部112、
33.太阳能电池组件200、
34.加速度检测单元300、
35.定位单元400、
36.第一主控器500、
37.第一无线通讯模块600、
38.第一存储器700、
39.预警装置800、声光报警单元810、雨量传感器820、第二壳体830、第二主控器840、第二无线通讯模块850、第二存储器860、按键单元870、4g/5g通讯模块880、指示灯组件890、
40.摄像装置900。
具体实施方式
41.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
42.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
43.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
44.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
45.下面参考图1至图4描述根据本实用新型实施例的切坡建房地质灾害监测装置。
46.根据本实用新型实施例的切坡建房地质灾害监测装置，包括：第一壳体100、太阳能电池组件200、加速度检测单元300、定位单元400、第一主控器500、第一无线通讯模块600。
47.第一壳体100，其底部设置有快速固定部件110，快速固定部件110用于将第一壳体100固定在需监测区域中；
48.太阳能电池组件200，设置于第一壳体100顶部并用于给切坡建房地质灾害监测装
置供电；
49.加速度检测单元300，设置于第一壳体100内；
50.定位单元400，设置于第一壳体100内；
51.第一主控器500，设置于第一壳体100内并分别与加速度检测单元300和定位单元400连接；
52.第一无线通讯模块600，设置于第一壳体100内并与第一主控器500连接。
53.参考图1至图4，第一壳体100采用柱形壳体，壳体底部设置了能够插入泥土中的快速固定部件110。在需要安装监测装置时，只需要利用快速固定部件110插入需要进行监测的位置即可。
54.太阳能电池组件200包括光伏板和蓄电池，光伏板设置在第一壳体100的顶部，蓄电池设置在第一壳体100的内部。在快速固定部件110插入泥土中后，整个光伏板便会朝上设置，从而可以直接有效的将太阳能转换为电能，并存储到蓄电池中，最后再通过蓄电池向加速度检测单元300、定位单元400、第一主控器500、第一无线通讯模块600进行供电。这种方式设置光伏板，并不会造成整个监测装置占用空间增大，同时因为光伏板本身具备较好的强度，也不需要担心整个监测装置的结构强度降低。
55.加速度检测单元300安装在第一壳体100内，在泥土发生移动时，插接在泥土中的第一壳体100会跟随运动，进而带动加速度检测单元300一起运动，此时加速度检测单元300可以采集到加速度数据，进而可以利用加速度数据判断出是否出现土层滑坡。加速度检测单元300可以直接采用加速度计。
56.定位单元400可以获取第一壳体100的位置信息，辅助多个监测装置进行整体布局。同时，在第一壳体100跟随泥土发生移动后，定位信息可以获取第一壳体100的移动轨迹信息，进而可以确定具体的泥土移动距离，便于后续依据移动距离判断滑坡的严重程度。此外，在获取到监测装置的位置信息后，也便于在险情发生后，能够准确回收监测装置，以提高利用率。定位单元400可以采用北斗卫星定位模块或gps定位模块。
57.第一无线通讯模块600在与第一主控器500连接之后，可以将第一主控器500获取的加速度数据、移动轨迹信息通过第一无线通讯模块600无线传输发送到预警装置800，不再需要通过有线网络进行传输，且又因为采用了太阳能电池组件200进行供电，因此，整个监测装置不再和外部存在任何连接线，这样极大的简化安装监测装置的难度。
58.此外需要说明，在加速度检测单元300、定位单元400长时间没有采集到数据或者没有收到预警装置800的激活指令时，第一主控器500会切断加速度检测单元300、定位单元400的电源，降低消耗。且在加速度检测单元300、定位单元400电源被切断之后，第一主控器500如果采用了具备低功耗功能的处理器，自身也会进行休眠状态，等待接收到预警装置800的激活指令后再次激活。在实际工程中，监测装置的休眠状态并不是一直持续的，而是会间断性的进行唤醒。
59.根据本实用新型实施例的切坡建房地质灾害监测装置，通过加速度检测单元300可以检测第一壳体100的加速度状态，从而判断是否出现过土层移动。通过定位单元400可以定位第一壳体100的位置，进而可以辅助判断土层具体的移动距离，同时，通过定位第一壳体100的位置，在使用多个本实用新型实施例的监测装置时，也能够直观的查看到设置的位置是否合理。通过在第一壳体100顶部设置太阳能电池组件200，可以省去外接的电力线，
提高本实用新型实施例的监测装置设置位置的灵活程度，还能够减少布置电力线的人力和物力；通过第一无线通讯模块600可以实现无线通讯，在结合太阳能电池组件200后，让本实用新型实施例的监测装置真正的实现无外部连接线的结构，从而极大的减少了安装所需要投入的人力。同时，本实用新型实施例的监测装置相较于其他检测装置而言，内部结构更为精简，体积得到了极大的缩小，同时在第一壳体100底部设置快速固定部件110后，更是能够提高整个监测装置布置的速度，且对安装人员的专业要求进一步降低。此外，本实用新型实施例的监测装置因其体积小、安装便捷的特性，因此在出现故障之后，可以直接快速更换，达到快速排障的目的。
60.在本实用新型的一些实施例中，快速固定部件110包括设置于第一壳体100底部的插接部件111。因为是检测区域基本上都是泥土，因此可以直接使用插接部件111可以快速的将壳体固定到需要监测的位置。快速固定部件110的结构较多，特别是在遇到岩质，直接使用插接部件111则难以插入，在本实用新型的一些实施例中，为了解决这一问题，快速固定部件110和第一壳体100设置为可拆卸式结构，快速固定部件110设置为类似于膨胀钉的结构；在需要安装快速固定部件110时，先在岩质结构上进行打孔，然后将快速固定部件110和第一壳体100连接，最后将快速固定部件110装入孔中即可，在需要拆卸时，将第一壳体100拆走即可，快速固定部件110留在岩质中，不再重复使用。
61.在本实用新型的一些实施例中，快速固定部件110还包括设置于第一壳体100底部和插接部件111之间的支撑部112，支撑部112与插接部件111可拆卸连接。支撑部112上设置有多个第一连接通孔，插接部件111通过固定板和支撑部112连接，固定板上设置有与多个第一固定通孔一一对应的多个第二连接通孔。通过增加支撑部112使得插接部件111和第一壳体100之间成为了可拆卸式结构，进而可以在插接部件111出现形变或磨损严重的情况下可以进行更换，以保证第一壳体100和壳体中的部件可以循环使用。在本实用新型的一些实施例中，通过支撑部112上的多个第一连接通孔可以直接与预先设置在监测点及记作进行连接固定。
62.在本实用新型的一些实施例中，插接部件111采用多个针形部件。多个针形部件相较于单个针形部件具备更好的稳定性，同时安全性也会更高。在本实用新型的一些实施例中，插接部件111也可以采用刀片装、棱柱状等其它形状。
63.在本实用新型的一些实施例中，上述切坡建房地质灾害监测装置还包括设置于第一壳体100内并与第一主控器500连接的第一存储器700。第一存储器700可以对第一主控器500获取的加速度数据、定位信息等数据进行存储，这样可以避免需要实时传输这一问题，从而保证传输到预警装置800数据的完整性，且即使在第一无线通讯模块600出现通讯故障时，也能够实现数据暂存，待通讯回复之后，再进行续传。
64.在本实用新型的一些实施例中，上述切坡建房地质灾害监测装置还包括设置于第一壳体100内并与第一主控器500连接的rtc单元。通过rtc单元可以辅助监测装置退出休眠状态。
65.在本实用新型的一些实施例中，上述切坡建房地质灾害监测装置还包括设置于第一壳体100内并与第一主控器500连接的编码开关。通过编码开关可以实现对每个监测装置进行编码，这样在某一个监测装置出现故障需要进行替换时，可以直接通过编码开关将新的监测装置的编码信息更改到与需要被替代的监测装置一致，从而可以继续保证整个预警
系统的正常运行，而不要在重新进行软件编码。
66.根据本实用新型第二方面实施例的切坡建房地质灾害预警系统，包括：预警装置800、声光报警单、多个监测装置。
67.预警装置800，包括声光报警单元810、雨量传感器820、第二壳体830以及设置于第二壳体830内的第二主控器840、第二无线通讯模块850、电源模块；第二主控器840分别与声光报警单元810、雨量传感器820、第二无线通讯模块850连接；雨量传感器820用于采集需监测区域中的雨量数据；
68.多个上述的切坡建房地质灾害监测装置，皆与第二无线通讯模块850无线连接。
69.参考图1至图4，预警装置800是需监测区域中所有数据集中的一个终端，通过第二无线通讯模块850可以实现与所有第一无线通讯模块600的数据交互，进而可以将接收的数据通过第二无线通讯模块850进一步推送到用户的移动监测端。多个监测装置可以根据实际需监测区域的地形特点进行布局，以保证能够实现较为全面的监测。
70.雨量是滑坡等险情发生一个主要诱因之一，因此实时检测雨量可以提前规避险情的出现。而雨量传感器820便可以有效的且准确的获取雨量数据，进而可以将雨量数据通过第二主控器840和第二无线通讯模块850传输到移动监测端让用户查看。
71.声光报警单元810能够在本地进行报警，在第二主控器840判断出任一第一壳体100出现加速运动或出现位置变化，则会通过声光报警单元810进行报警，同时会通过第二无线通讯模块850将报警信息传输到移动监测端，以便用户及时处理险情。
72.根据本实用新型实施例的切坡建房地质灾害预警系统，通过布置多个监测装置可以对整个需监测区域中土层移动情况进行全面的采集，同时，因为监测装置布置的便捷性，所以可以极大提高构建完整切坡建房地质灾害预警系统的速度，并且可以提高所构建的切坡建房地质灾害预警系统的数据采集的全面性。通过雨量传感器820可以采集需监测区域内的雨量数据，进而可以及时向用户发送雨量数据，以作好防护措施。通过声光报警单元810可以实现本地报警，进而可以通知需监测区域内的人员快速的进行撤离，避免出现生命安全问题。本实用新型实施例的切坡建房地质灾害预警系统相较于传统的监测系统而言，具备布置简单、监测盲区小、维护方便等优点，适合进行产业化推广。
73.在本实用新型的一些实施例中，预警装置800还包括设置于第二壳体830内并与第二主控器840连接的第二存储器860。采用第二存储器860后，数据发送便可以不再需要实时进行，避免通讯信号不太好时造成数据丢失。
74.在本实用新型的一些实施例中，上述切坡建房地质灾害预警系统还包括与预警装置800连接的摄像装置900，摄像装置900用于采集需监测区域中的影像数据。在需监测区域设置摄像装置900，可以查看到现场的影像数据，进而可以让移动监测端的用户可以在需要查看现场情况时，可以实时查看。在本实用新型的一些实施例中，摄像装置900直接采用了监控云台。
75.在本实用新型的一些实施例中，预警装置800还包括设置于第二壳体830上并与第二主控器840连接的按键单元870。按键单元870可以用来应答本地的声光报警，避免在确定险情后，声光报警器仍然发出报警声。
76.在本实用新型的一些实施例中，预警装置800还包括与第二无线通讯模块850连接的信号增益单元。信号增益单元可以增强通讯信号，提高数据传输的范围以及数据传输的
稳定性。
77.在本实用新型的一些实施例中，预警装置800还包括与第二主控器840连接的4g/5g通讯模块880，进而通过4g/5g通讯模块880实现超远程数据传输，用户可以远程通过手机等移动设备实现数据查看。
78.在本实用新型的一些实施例中，第一无线通讯模块600和第二无线通讯模块850皆采用无线lora通信模块。监测装置每次传输时，为了保证安全性，lora通信模块自动跳频通信，同时监测装置也能够支持预警装置800下发的控制指令。
79.在本实用新型的一些实施例中，预警装置800可以通过太阳能或市电进行供电，极大降低了对安装位置的要求。在使用市电进行供电时，因为预警装置800可能会处于光照并不充足的位置，此时，可以将雨量传感器820设置在室外，然后利用电力线以rs485通讯的方式传输到第二主控器840即可。
80.在本实用新型的一些实施例中，预警装置800上还设置有与第二主控器840连接的指示灯组件890，通过指示灯组件890可以有效的指示预警装置800的工作状态以及整个系统的报警状态。
81.在本实用新型的一些实施例中，预警装置800上还设置有与第二主控器840连接的调试接口。通过调试接口，可以实现对整个预警装置800调试以及程序更新。调试接口可以直接采用rs232通讯口。
82.在本实用新型的一些实施例中，第一主控器500和第二主控器840采用单片机、dsp或arm。考虑到第一主控器500数据处理量较小，采用单片机即可，具体可以采用stm32f103单片机，可以有效的节约成本。第二主控器840处于数据传输的终端，因此数据处理量较大，可以选择dsp进行处理，具体可以选用tms320系列。
83.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
84.尽管上述结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。