一种便于投放的地质灾害降雨量应急监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及地质灾害监测预警技术领域，特别是涉及一种便于投放的地质灾害降雨量应急监测装置。


背景技术：

2.目前，我国地质灾害的监测主要分为采用多种类型高精度仪器搭配使用的专业监测和以人工巡视监测为主的群测群防监测两类，对传统的崩塌、滑坡、泥石流灾害以及近年被广泛关注的矿山环境、地面塌陷和冰湖已经形成较为成熟的监测方法。近年来，突发性地质灾害日益增多，需要在地质灾害刚发生或有重大险情但还未发生状态下对灾害体进行快速监控，从而迅速制定避险、救灾等应急响应策略，现有的地质灾害群测群防和专业监测设备已经不能满足此应用场景下的需求。在监测设备的地质灾害现场快速布设方面，我国相关研究较少，国内厂商推出的“应急”监测设备多为传统监测设备经过简单改造，在安装部署过程中仍需大量人力物力，难以满足灾害现场快速布设的实际需求；中国地质调查局推出的应急调查工具箱、应急监控综合体等产品设备，在一定程度上推动了国内应急调查、快速监测方面的进步，但在便携、易用以及技术水平上仍难称完善；近年来快速发展的无人机技术能够实现快速响应，但是，受限于负载、供电能力，难以实现对灾害体变化过程的持续、实时监测。
3.国外对地质灾害现场监测的研究主要侧重于采集精度和高速数据处理方面，监测手段以三维激光扫描仪、地基/机载雷达、卫星遥感等遥测手段为主，该类设备监控范围大、精度高且无需长期安装，但是成本较高。因此，需要提供一种更加便于布控、成本较低的地质灾害监测设备。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种便于投放的地质灾害降雨量应急监测装置，采用可拆卸分体结构便于携带以及安装布设，减少设备安装部署所需时间，实现灾害现场监测设备的快速部署和降雨量数据的快速获取，提高地质灾害监测和临灾、抢险救灾阶段响应效率。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
6.一种便于投放的地质灾害降雨量应急监测装置，包括：监测主机和快速安装支架，所述监测主机固定设置在所述快速安装支架的上方，所述监测主机包括微控制器以及与微控制器电性连接的雨量传感器、无线通信模块、供电模块和存储模块，所述雨量传感器用于监测降雨量；所述无线通信模块包括4g全网通模块和lora通讯模块，所述微控制器通过所述4g全网通模块与上位机进行无线通信，所述微控制器通过所述lora通讯模块与现场终端无线通信连接，所述现场终端为led屏、报警灯、警报器中的一种或多种；所述存储模块用于存储监测数据；所述供电模块用于为所述监测主机供电；
7.所述快速安装支架用于将所述监测主机固定于室外监测点，所述快速安装支架包
括固定顶板以及与固定顶板可拆卸连接的支架，所述固定顶板与所述监测主机通过磁吸方式可拆卸连接，所述支架用于与室外监测点固定连接。
8.进一步的，所述监测主机外部罩设有外壳，整体采用abs材质，所述外壳的顶部预留开孔，用于安装所述雨量传感器的透明罩，所述外壳的底盖中心位置预留1/4-20unc螺孔，用于接驳标准快装板，底盖的两侧均采用贯通式镀锌铁片覆盖，所述固定顶板内嵌强磁铁，通过磁吸力吸附所述底盖上的镀锌铁片实现所述监测主机的固定。
9.进一步的，所述供电模块包括储电模块以及与储电模块连接的充电模块和放电控制电路，所述储电模块为锂电池，所述充电模块包括充电装置和充电控制器，所述充电装置主要采用5v薄膜太阳能板，贴敷于所述外壳侧壁及顶盖部分，所述充电装置连接所述充电控制器，所述充电控制器连接所述锂电池；所述放电控制电路连接微控制器、雨量传感器、无线通信模块和存储模块，用于控制各个模块的供电。
10.进一步的，所述充电控制器还连接有usb充电接口，用于接入外部电源，所述usb充电接口设置于所述底盖的一侧。
11.进一步的，所述雨量传感器为光电式雨量计。
12.进一步的，所述存储模块采用tf卡。
13.进一步的，所述支架为基岩型支架，用于将所述监测主机安装固定于表面坚硬的基岩体，所述基岩型支架包括安装底座、支撑杆，所述支撑杆的两端分别与所述安装底座和固定顶板螺纹连接，所述安装底座通过胶黏剂固定于基岩体表面。
14.进一步的，所述支架为插埋型支架，用于将所述监测主机安装固定于碎石、松散土覆盖层，所述插埋型支架采用套管型钢钎式结构，所述套管型钢钎式结构包括钢钎以及钢钎外套，所述钢钎外套的周壁设置有若干出胶孔，所述钢钎与钢钎外套通过胶黏剂连接，所述钢钎的顶部预留螺纹，用于与所述固定顶板螺纹连接。
15.根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型提供的便于投放的地质灾害降雨量应急监测装置，监测主机与快速安装支架可拆卸连接，快速安装支架采用固定顶板与支架可拆卸连接，上述结构采用分体式的安装结构，方便包装和携带，且具备拆装方便、小巧便携、使用简单的特点，还可以根据监测点条件的不同，快速安装支架可以采用不同的支架；其中，监测主机负责降雨感知、降雨量采集、数据存储、远程/本地数据传输工作，采用高度集成、超小型化设计，降低监测装置整体体积和重量，方便使用和携带；本实用新型通过降低安装难度、减少设备安装部署所需时间，可有效降低工作人员在地质灾害暴发区域的工作时间，降低人员安全风险，提高地质灾害监测和临灾、抢险救灾阶段响应效率，为专家决策提供第一手数据支持。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型实施例监测主机的结构示意图；
18.图2为本实用新型实施例监测主机的底盖结构示意图；
19.图3为本实用新型实施例基岩型支架的固定方式结构示意图；
20.图4为本实用新型实施例插埋型支架的固定方式结构示意图；
21.图5为本实用新型实施例套管型钢钎式结构的结构示意图；
22.附图标记说明：1、外壳；2、底盖；201、1/4-20unc螺孔；202、镀锌铁片；203、sim卡槽以及usb充电接口设置部位；3、5v薄膜太阳能板；4、透明罩；5、固定顶板；501、强磁铁；6、支撑杆；7、安装底座；8、表贴材料；9、基岩体；10、套管型钢钎式结构；101、钢钎；102、钢钎外套；103、出胶孔；104、胶黏剂。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.本实用新型提供的便于投放的地质灾害降雨量应急监测装置，采用可拆卸分体结构便于携带以及安装布设，减少设备安装部署所需时间，实现灾害现场监测设备的快速部署和降雨量数据的快速获取，提高地质灾害监测和临灾、抢险救灾阶段响应效率。
25.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
26.如图1至图5所示，本实用新型实施例提供的便于投放的地质灾害降雨量应急监测装置，包括：监测主机和快速安装支架，所述监测主机固定设置在所述快速安装支架的上方，所述监测主机包括微控制器以及与微控制器电性连接的雨量传感器、无线通信模块、供电模块和存储模块，所述雨量传感器用于监测降雨量；所述无线通信模块主要功能为上发监测数据并接受下发命令，由微控制器控制其工作，与微控制器通过spi总线连接，通讯模块包含两个独立功能模块，分别为：4g全网通模块和lora通讯模块，所述微控制器通过所述4g全网通模块与上位机进行无线通信，利用现有公共无线网络与上位机进行通讯，采用全网通技术，可自动识别并切换通讯网络；所述微控制器通过所述lora通讯模块与现场终端无线通信连接，所述现场终端为led屏、报警灯、警报器中的一种或多种，利用低频电磁波实现本地通讯，用于向现场终端(如led屏、报警灯、警报器等)发送显示或报警数据；所述存储模块用于存储监测数据；所述供电模块用于为所述监测主机供电；
27.所述快速安装支架用于将所述监测主机固定于室外监测点，所述快速安装支架包括固定顶板5以及与固定顶板5可拆卸连接的支架，所述固定顶板5与所述监测主机通过磁吸方式可拆卸连接，所述支架用于与室外监测点固定连接。
28.所述监测主机外部罩设有外壳1，整体采用abs材质，所述外壳1的顶部预留开孔，用于安装所述雨量传感器的透明罩4，所述外壳的底盖2中心位置预留1/4-20unc螺孔201，用于接驳标准快装板，底盖2的两侧均采用贯通式镀锌铁片202覆盖，所述固定顶板5内嵌强磁铁501，通过磁吸力吸附所述底盖2上的镀锌铁片202实现所述监测主机的固定。
29.所述供电模块包括储电模块以及与储电模块连接的充电模块和放电控制电路，所述储电模块主要用于存储电能，供监测装置长时间工作使用，采用瞬间放电能力强、容量密度大、安全性高的锂电池；所述充电模块包括充电装置和充电控制器，所述充电装置主要采
用5v薄膜太阳能板3，贴敷于所述外壳1侧壁及顶盖部分，所述充电装置连接所述充电控制器，所述充电控制器连接所述锂电池；所述放电控制电路连接微控制器、雨量传感器、无线通信模块和存储模块，用于控制各个模块的供电。所述放电控制电路采用现有技术即可，用于对电池电压进行转换和稳压后，为主控电路、雨量传感模块、通讯模块、本地存储模块等功能电路供电，由磁簧开关控制其总体通断状态。
30.所述充电控制器还连接有usb充电接口，用于接入外部电源，所述usb充电接口设置于所述底盖2的一侧，充电控制器用于控制电池充放电电流，并对电池进行过充和过放保护，集成于主控电路板上，具有太阳能、usb两路充电功能。所述4g全网通模块连接的sim卡槽与所述usb充电接口均设置在sim卡槽以及usb充电接口设置部位203。
31.所述雨量传感器主要负责感知降雨，并将雨量信息转换为电信号输出。采用体积小、易维护的光电式雨量计进行整合。所述存储模块采用tf卡，实现监测数据的本地保存。
32.在一个实施例中，如图3所示，所述支架为基岩型支架，用于将所述监测主机安装固定于表面坚硬的基岩体，所述基岩型支架包括安装底座7、支撑杆6，所述支撑杆6的两端分别与所述安装底座7和固定顶板5螺纹连接，所述安装底座7通过表贴材料8固定于基岩体9表面，所述表贴材料8为胶黏剂。支撑杆6通过螺纹与安装底座7和固定顶板5连接，用于抬升监测主机离地间隙，避免水浸；固定顶板5内嵌强磁铁，通过磁吸力吸附机壳底盖铁片实现监测主机的固定，固定的同时导通放电电路的磁簧开关，从而控制监测主机的开关机。
33.在另一个实施例中，如图4和图5所示，所述支架为插埋型支架，用于将所述监测主机安装固定于碎石、松散土覆盖层，所述插埋型支架采用套管型钢钎式结构10，所述套管型钢钎式结构10包括钢钎101以及钢钎外套102，所述钢钎外套102的周壁设置有若干出胶孔103，所述钢钎101与钢钎外套102通过胶黏剂连接，所述钢钎101的顶部预留螺纹，用于与所述固定顶板5螺纹连接。
34.所述胶黏剂根据实际需要选用粘接性较强的材料。
35.本实用新型提供的便于投放的地质灾害降雨量应急监测装置，监测主机与快速安装支架可拆卸连接，快速安装支架采用固定顶板与支架可拆卸连接，上述结构采用分体式的安装结构，方便包装和携带，且具备拆装方便、小巧便携、使用简单的特点，还可以根据监测点条件的不同，快速安装支架可以采用不同的支架；其中，监测主机负责降雨感知、降雨量采集、数据存储、远程/本地数据传输工作，采用高度集成、超小型化设计，降低监测装置整体体积和重量，方便使用和携带；本实用新型通过降低安装难度、减少设备安装部署所需时间，可有效降低工作人员在地质灾害暴发区域的工作时间，降低人员安全风险，提高地质灾害监测和临灾、抢险救灾阶段响应效率，为专家决策提供第一手数据支持。
36.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。