一种泥石流检测系统的制作方法

1.本实用新型涉及监测技术领域，具体是一种泥石流检测系统。


背景技术：

2.中国是一个多山的国家，山地的面积占全国陆地面积的1/3。如果把山地、丘陵和高原等地形起伏的地区统称为山区，那么，我国山区的面积占到了全国陆地面积的2/3，也就是66.7%。在山区由于暴雨等自然灾害的原因经常有泥石流的发生，给人民群众造成了严重损害。泥石流空间预测主要是圈定地质灾害易发区，也就是首先进行地质灾害危险性评估与区划。在区域地质灾害空间预测的基础上，结合实时的气象动态信息，分析研究滑坡、泥石流等地质灾害的主要诱发因素，研究同一地质环境区域，在不同气象条件下发生地质灾害的统计规律和内在机理，通过确定有效降雨量模型、降雨强度模型、降雨过程模型的临界阀值，建立基于实时动态气象信息的区域地质灾害预警预报时空耦合关系，从而对区域性的滑坡、泥石流等地质灾害进行危险性时空预警预报。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种在线检测土石的状态的泥石流检测系统。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
5.一种泥石流检测系统，其特征在于：包括检测雷达、处理模块、通讯模块及警报装置，所述通讯模块电性连接所述检测雷达及处理模块；所述检测雷达用于发出检测信号以及接收经土石表面反射的回波信号；所述处理模块根据所述检测雷达接收的回波信号得到土石表面是否异常的检测结果；所述报警装置用于在所述处理模块检测结果为异常时发出警报。
6.泥石流检测系统还包括一远端服务器，用于接送所述处理模块得到的异常信息。
7.所述远端服务器为用于对记录的所有异常信息作数据分析的监控中心。
8.所述警报装置包括一灯光模块和/或一音响模块；灯光模块用于发出警示灯光；音响模块用于发出警示音。
9.所述警报装置经由通讯模块将该警报信号传输至一标示设备或移动终端。
10.所述远端服务器传输警报信号到标示设备或移动终端。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
12.本实用新型泥石流检测系统，由检测雷达发出检测信号并接收回波信号，并通过回波信号判断土石的状态。本实用新型泥石流检测系统可以检测目前土石的状态，并即时报警，有效保护山区人民的生命财产安全。
附图说明
13.图1是本实用新型泥石流检测系统的结构框图；
14.图2是本实用新型的检测信号变化的曲线图。
15.图3为检测雷达的结构示意图。
具体实施方式
16.下面结合附图，对本实用新型作详细说明：
17.本实用新型提供了一种泥石流检测系统1，用以检测某一特定检测区域2内的土石的状态。泥石流检测系统1可以由太阳能电池板提供电力。
18.本实用新型泥石流检测系统1包括检测雷达10、信号处理模块20、通讯模块30及警报装置40。检测雷达10用以感应该土石的状态，以得到一检测信号。信号处理模块20用以接收该检测信号，判断该土石是否有异常状态。
19.通讯模块30电性连接该检测雷达10及信号处理模块20，用以利用无线传输路径传送该检测信号及该异常信号到一远端服务器3，例如利用wi-fi传输。远端服务器3可以为监控中心，由此可以记录下所有的状况作数据分析。
20.警报装置40用以根据该异常信号发出一警报信号。该警报装置40包括一灯光模块41或一音响模块42，亦可以利用灯光模块41发出警示灯光如红色的警示灯光，或是利用音响模块42发出警示音。警报装置40也可以进一步经由通讯模块30将该警报信号利用nb-iot或gprs、蓝牙、zigbee技术传输至一标示设备51，或利用上述无线通信协议发送至一移动终端52。也可以由远端服务器3传输警报信号到标示设备51或移动终端52。
21.在一个实施例中，检测雷达10为一调频连续波 (frequency modulated continuous wave，fmcw) 雷达，且为高频率的雷达(76~81ghz，5ghz频宽)并设置于该检测区域2，以测量半径约100米的扇形区域。调频连续波雷达能够发射高频和大频宽的信号，该信号到达目标后，会被反射回到检测雷达10。
22.信号处理模块20对回波信号的处理方式为本领域的常规技术，本技术将此回波处理方法用到泥石流检测种。
23.检测雷达10包括射频模块和天线模块。
24.信号处理模块20包括数字信号处理器和与数字信号处理器连接的ddr内存，数字信号处理器还与现场可编程门阵列连接，现场可编程门阵列的信号输出端连接射频模块中第一调制器的信号输入端，现场可编程门阵列的信号输入端通过模数转换器连接射频模块中的第二调制器的信号输出端；所述的通讯模块连接信号处理模块中数字信号处理器的信号输出端。
25.信号处理模块通过第一解调器产生的振荡信号与本地振荡器产生的振荡信号，在第一镜像抑制混频器作用下生成线性调频信号，再经带通滤波器产生线性调频信号，一路经功放放大后由发射天线发射出去，另一路通过发射信号耦合电路、光耦隔离模块、第二镜像抑制混频器和中频本地振荡器，耦合到第三镜像抑制混频器作为本振信号；线性调频信号遇到目标后发生反射，并由接收天线接收，再通过低噪声放大器放大后送入第三镜像抑制混频器与本振信号进行混频，产生差拍信号，差拍信号经过中频放大器和第二调制器及模数转化器后送入现场可编程门阵列和数字信号处理器进行分析处理。
26.信号处理模块20可以由信号的时间延迟与频率偏移，再考虑多普勒效应的情况下，计算出土石已移动的方向、距离及相对移动速度，以及利用dijkstra算法，即一个顶点
到其余各顶点的最短路径算法来预测推算出土石会移动的方向及移动速度。所以检测雷达10所得到的检测信号可包括移动速度变化信号及高度变化信号，信号处理模块20可以由移动速度变化信号及高度变化信号用来检测土石位置变化，包括土石目前的高低位置，也可以预知土石的移动方向及速度。
27.检测雷达10可以每相隔第一特定时间后检测该检测信号，例如每30分钟检测一次。如果信号处理模块20确认有异常状态时，就会产生一个异常信号。而当有任何异常状态时，例如土石已经开始移动时，检测雷达10可以每相隔一第二特定时间检测该检测信号，第二特定时间短于第一特定时间。所以检测雷达10缩短检测的间隔时间，例如每5分钟检测一次，由此密集检测土石的现况。
28.上图为本实用新型的检测信号变化的曲线图。
29.检测雷达10所得到的检测信号，可分成如图的移动速度变化信号曲线s1及高度变化信号曲线s2，且图2中还包括了不同的时间点t1到t4。在时间点t1时，代表检测区域2内的土石稳定没有移动，此时移动速度变化信号曲线s1及高度变化信号曲线s2会维持原本曲线。在时间点t2时，检测区域2的土石已经开始移动，所以移动速度变化信号曲线s1会产生高凸波。此时高度变化信号曲线s2也会因为土石移动而有改变。而接下来在时间点t3到t4间，土石大量落下时，高度变化信号曲线s2也会有明显改变。信号处理模块20可以先记录下预设正常信号，此预设正常信号是土石的正常行为时的移动速度变化信号曲线s1及高度变化信号曲线s2，例如时间点t1到t2的曲线。当移动速度变化信号曲线s1或高度变化信号曲线s2与正常的曲线有明显不同时，例如时间点t3与t4的曲线时，信号处理模块20就经由计算确认有异常状态，而产生异常信号。此时的状况可能为落石、土石塌方或边坡移位量大等。因此当有任何异常状态，包括边坡滑动状态、土壤移位状态或土石塌方状态时，信号处理模块20都可以由移动速度变化信号曲线s1或高度变化信号曲线s2判断出来。
30.由上述的说明可知，根据上述实施方式，泥石流检测系统1可以检测目前土石的状态，并即时报警，有效保护山区人民的生命财产安全。