一种基于云平台的山体滑坡多参数智能预警装置

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1.本实用新型涉及自然灾害检测设备领域，主要涉及一种基于云平台的山体滑坡多参数智能预警装置。


背景技术：

2.我国地域幅员辽阔，其中山地，丘陵和崎岖的高原所占面积也相对广阔。而在这些地区发生泥石流和山体滑坡相对频繁。泥石流和山体滑坡属于自然现象，其在不定的时间发生，因此如果想对其泥石流和山体滑坡前进行预警，需要对其进行实时判断和分析。对于国内部分地区易发生泥石流的问题，本技术为实现泥石流的远程监测，提出了一种基于扩频物联网技术(lora)的频发带山地泥石流检测装置，该装置稳定性高，功耗低，对野外环境检测有极高的应用价值。


技术实现要素：

3.本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种基于云平台的山体滑坡多参数智能预警装置，目的在于解决了上述背景技术提出的问题。
4.本实用新型是通过以下技术方案实现的：
5.一种基于云平台的山体滑坡多参数智能预警装置，包括有底板，所述底板上方架设有固定板，所述固定板上固定安装有盒体，所述盒体内从下至上依次放置有锂电池、检测控制单元和太阳能板，所述盒体的一侧安装有放置台，所述放置台上安装有与控制单元连接的雨量计，所述雨量计下方的底板上设有卡槽，所述卡槽中卡装有水平尺，所述底板与固定板之间通过角度可调的连接杆组件以及调平辅助支撑组件支撑架设。
6.所述底板的四周分布有安装固定孔，且底板通过安装固定孔内插入螺栓固定在山体的坡面上。
7.所述的连接杆组件包括有多个错位分布的连接杆，所述连接杆的两端分别设有固定耳，所述连接杆的底端分别安装固定在底板上的固定耳座一上，所述连接杆的上端分别固定在固定板下方的固定耳座二上，所述固定耳与固定耳座一和固定耳座二之间通过螺栓锁紧固定。
8.所述的调平辅助支撑组件包括有设置在连接杆组件外围且分布在底板和固定板四周的支撑杆，所述支撑杆为螺纹杆，所述支撑杆的底端安装有导向安装在底板上的导向固定槽内，所述导向固定槽为台阶槽，所述支撑杆的底端部安装有导向限位块，所述支撑杆的上端部穿过固定板上的定位孔，且固定板的上下端听过锁紧螺母锁紧固定。
9.所述的检测控制单元包括有设置在一张电路板上的mcu、加速度传感器、无线信号收发器、存储模块、电量管理模块，所述加速度传感器感应装置的加速度，加速度传感器将信号传递给存储模块和mcu，经mcu处理判断激发无线发射器将信号传递给后台主机。
10.所述的太阳能板用于给锂电池补能，所述电量管理模块通过信号线连接至锂电池。
11.所述的雨量计通过信号线传递给mcu，通过mcu传递给后台主机。
12.其原理是：将本技术的结构固定安装在在易发生滑坡的山体上，且同一区域内至少放置三个，其通过后台主机综合判断，避免其由于石头冲击或者固定不好影响整体判断，其具体过程是，通过装置的雨量计进行实时收集雨量，然后将信号传递给后台主体，若雨量过大，则发生滑坡的可能性就比较大，需要密切关注；同时检测控制单元可实时检测该装置是否有加速度变化，若有加速度变化，其存在发生滑坡的可能性，则将其信号传递给后台，后台综合判断，若同一区域的预警装置均有加速度的变化，则可判断该区域会发生山体滑坡，若其余的预警装置加速度没有变化，则该处是意外造成，从而可能排出意外的发生，本技术结构简单、设计合理，可实时检测的数据信息进行及时处理，通过无线技术，穿透力强，数据传输速度快且稳定，利用组网实现一主多从的工作模式，实现点对点的定向传输，将数据超过安全阈值时，从机给主机发送危险信号，进行准确的综合判断，且本技术结构成本低，可防范大量使用，满足使用要求，便于长期保持与未来进行大数据分析，以便于总结出泥石流或滑坡频发期，具有长远意义。
13.本实用新型的优点是：
14.本实用新型结构设计合理，可实时检测数据信息进行及时处理，通过无线技术，穿透力强，数据传输速度快且稳定，利用组网实现一主多从的工作模式，实现点对点的定向传输，将数据超过安全阈值时，从机给主机发送危险信号，进行准确的综合判断，成本低，可防范大量使用，满足使用要求，便于长期保持与未来进行大数据分析，以便于总结出泥石流或滑坡频发期，具有长远意义。
附图说明：
15.图1为本实用新型的结构示意图。
16.图2为本实用新型的主视图。
17.图3为本实用新型在使用时的结构示意图。
18.图4为实施例中本装置在系统应用时的系统架构图。
19.附图标记：
20.1、底板；2、固定板；3、盒体；4、锂电池；5、检测控制单元；6、太阳能板；7、放置台；8、雨量计；9、水平尺；10、连接杆组件；11、调平辅助支撑组件；12、安装固定孔；10-1、连接杆；10-2、固定耳；10-3、固定耳座一；10-4、固定耳座二；11-1、支撑杆；11-2、导向固定槽；11-3、导向限位块；11-4、锁紧螺母；5-1、mcu；5-2、加速度传感器；5-3、无线信号收发器；5-4、存储模块；5-5、电量管理模块。
具体实施方式：
21.参见附图。
22.一种基于云平台的山体滑坡多参数智能预警装置，包括有底板1，底板1上方架设有固定板2，固定板2上固定安装有盒体3，盒体3内从下至上依次放置有锂电池4、检测控制单元5和太阳能板6，盒体3的一侧安装有放置台7，放置台7上安装有与控制单元连接的雨量计8，雨量计8下方的底板上设有卡槽，卡槽中卡装有水平尺9，底板1与固定板2之间通过角度可调的连接杆组件10以及调平辅助支撑组件11支撑架设。
23.进一步，底板1的四周分布有安装固定孔12，且底板1通过安装固定孔内插入螺栓固定在山体的坡面上。连接杆组件10包括有多个错位分布的连接杆10-1，连接杆10-1的两端分别设有固定耳10-2，连接杆10-1的底端分别安装固定在底板上的固定耳座一10-3上，连接杆10-1的上端分别固定在固定板下方的固定耳座二10-4上，固定耳10-2与固定耳座一10-3和固定耳座二10-4之间通过螺栓锁紧固定。调平辅助支撑组件11包括有设置在连接杆组件10外围且分布在底板1和固定板2四周的支撑杆11-1，支撑杆11-1为螺纹杆，支撑杆11-1的底端安装有导向安装在底板1上纵向设置的导向固定槽11-2内，导向固定槽11-2为台阶槽，支撑杆11-1的底端部安装有导向限位块11-3，支撑杆11-1的上端部穿过固定板2上的定位孔，且固定板2的上下端听过锁紧螺母11-4锁紧固定。
24.当底板固定在倾斜的山坡上时，这时可松动连接杆组件螺栓端部的螺母以及调平辅助支撑组件的相关锁紧螺母，从而使上方的固定板处于活动的状态，这时可根据观察水平尺的状态对固定板进行调整使其水平，调整时，通过人工直接对其进行调整，通过支撑杆和导向固定槽的结构，起到固定板调整过程中的导向的作用，其调整时，支撑杆可根据倾斜的角度移动到相应的位置，其支撑杆在导向固定槽内，配合连接杆的连接，从而有利于保证了移动的稳定性，待固定板调整好之后，通过支撑杆对应的锁紧螺母固定固定板的上下方，固定好之后，在对连接组件进行固定，实现多点支撑连接固定，从而保证固定板和底板之间连接的稳定性。
25.进一步，检测控制单元5包括有设置在一张电路板上的mcu5-1、加速度传感器5-2、无线信号收发器5-3、存储模块5-4、电量管理模块5-5，加速度传感器5-2感应装置的加速度，加速度传感器5-2将信号传递给存储模块5-4和mcu5-1，经mcu5-1处理判断，若数据超过安全阈值时则激发无线发射器将信号传递给后台主机，后台主机经过分析判断是否发生滑坡，且主机将数据上传云端，便于长期保持与未来进行大数据分析，以便于总结出泥石流或滑坡频发期。太阳能板6用于给锂电池4补能，电量管理模块5-5通过信号线连接至锂电池4，用于感应锂电池4的电量以及用时，锂电池4通过信号线连接至太阳能电池板，当电量不够时，实时对锂电池进行供电，通过mcu传递给后台主机方便观察和处理。雨量计通过信号线传递给mcu，通过mcu传递给后台主机，雨量大，则发生滑坡的可能性就比较大，需要密切关注。
26.具体应用时的实施例：在待检测的山坡上同一区域会同时错位设置多个相应的装置，然后对装置进行编号，本系统采用stm32f10系列单片机作为主控芯片，整个系统分为主机和从机两大部分。其中从机部分使用多个从机模块进行多点采集。该系统由主从机两部分组成，主机和从机通过lora模块进行双向通讯。
27.主机包括五个部分，主机通过雨量计监测是否下雨以及当前的雨量大小，并利用rtc模块进行时间的监控且利用串口屏实时显示，以判断当前是否是雨季。一旦检测是雨季或者雨量超过预设值，主机便通过lora模块给从机发生唤醒信号。一旦从机接收到主机发来的唤醒信号，便启动mpu6050模块检测是否发生山体滑坡或者泥石流。如果检测的结果超过预设值，从机便通过lora模块给主机发送危险信号，一旦主机检测到从机发来的危险信号，便通过语音播报模块进行语音提醒，且利用4g模块给相关人员发送危险提示信息，以提示人民迅速撤离危险区域，同时串口屏在对应从机部分显示红色，以达到视觉上的报警。最后，当主机收到电量不足信息，串口屏便会在对应从机上出现黄色，以达到视觉上的报警。
28.其中的lora模块，lora是一种基于扩频技术的远距离无线传输技术，同时它的功耗低，无线传输距离远而且稳定性高，并且穿墙效果较好。除此之外，它体积小，灵敏度高。因此，完全满足本次设计的要求。
29.而且在本次设计中采用了4g通信模块ec20。它采用串口通讯，通过at指令可以收发英文或者中文短信。当设备检测到危险信号时可以快速发送警报短信，还能把主机收到的相应数据上传云端。具有传输快、传输距离远、实时性强等优点。
30.在本次设计中，当从机反馈回来危险信号之后，需要主机做出警报，以达到警示作用。串口屏自带的喇叭，使用方便简单。
31.所述的加速度传感器可选用mpu6050。对于mpu6050它自带数字运动处理，其陀螺仪对外界振动影响小，精度高，稳定性极高，操作简单方便，稳定性较好且测量结果准备，相对误差较小。
32.关于从机配置和参数设置：主机可以利用七寸串口屏进行从机配置工作，当从机初始化或损坏时，可以通过触摸按键完成从机地址配置。另外可以根据当地情况进行加速度阈值、雨季非雨季以及上传频率进行设置；为消除mcu的rtc时钟计时带来的误差，采用4g模块进行校时处理；还可以对报警手机号进行录入和修改。整体操作简单，可视化效果强，使用方便。
33.对于如何去判断滑坡，在通过mpu6050的dmp库中运动检测函数当发生滑动时会给主控发生一个中断。此时主机便会接收到危险信号。
34.关于云端数据显示设计：从机把测量的加速度和电量通过lora发送给主机，主机会定时把数据上传到云端，此时云端就会显示出来对应从机的电量和加速度值。
35.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。