[发明专利]用于山体滑坡监测的联组式红外位移传感器网络节点

说明书

技术领域.

本发明涉及一种实时监测山体滑坡的边坡位移传感器，尤其涉及一种用于山 体滑坡监测的联组式红外位移传感器网络节点。

背景技术

滑坡是指斜坡上的岩土体由于各种原因在重力作用下沿一定的软弱面(或软 弱带)整体地向下滑动的现象，而崩塌是指脱离母岩的岩块或岩土混合体坠落或 顺坡滚落的过程。滑坡及崩塌的暴发不仅给人民生命财产造成损失，尤其是山区 铁路经常受滑坡及崩塌灾害的威胁。建国以来，每年近乎都有危及行车安全的灾 害发生，特别是新世纪以来我国火车连续提速，对山体滑坡及崩塌的监测及报警 技术提出了更高的要求。

现有的山体滑坡及崩塌直接测试手段主要有常规监测位移传感器和GPS全 球卫星定位系统；常规监测位移传感器是通过安装在活动坡面的牵引钢丝，采用 各种直接或间接的位移传感器，如角度传感器、伸缩位移传感器感测活动坡面相 对于稳定坡面的位移量，该类传感器均存在安装施工不便的问题，而采用普通 GPS技术监测滑坡及崩塌，测量精度不容乐观，若采用静态差分GPS技术，其设 备价格较高。

尤其要指出的是：由于滑坡的突发性、随机性以及滑坡演变过程的复杂性， 监测区域内布置少量的常规监测位移传感器，其抽样分布难以可靠表征滑坡的实 际状态及等级；反之，布置大量的常规监测位移传感器，由于存在被滑坡、崩塌 淹没、砸烂的风险，上述的位移传感器和GPS全球卫星定位装置，无论是价格、 通信还是能耗皆成为瓶颈问题，难以付诸工程实施。解决“被砸烂”问题的途径； 一则是研制不易砸烂的传感器，二则是研制价廉而不怕砸烂的传感器，后者正是 无线传感节点的特征要求所在。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种用于山体滑 坡监测的联组式红外位移传感器网络节点(简称红外位移传感器节点)。

本发明的目的是这样实现的：

利用无线传感网络技术，在监测区域设置一定数量的按三角形或按四角形组 合的红外位移传感器节点，用于实时监测该区域滑坡、崩塌的状态信息，能够较 客观地捕捉、采集和评估滑坡、崩塌的位置、状态、演变过程及等级。

1、按三角形组合的结构

如图1，按三角形组合的结构是由一个主节点(10)和第1、2从节点(20、 30)组成，分别置于封锁监测三角形的顶点处；主节点(10)和第1、2从节点 (20、30)均包含一个红外发射功能块和一个红外接收功能块。

如图3，主节点(10)包括主微处理器(13)及分别与主微处理器(13)连 接的主红外接收电路(12)、主无线通信模块(14)、主能量监测电路(15)、主 RS485接口电路(16)，以及主红外发射电路(11)；

第1从节点(20)包括第1微处理器(23)及分别与第1微处理器(23)连 接的第1红外接收电路(22)、第1能量监测电路(24)、第1 RS485接口电路(25)， 以及第1红外发射电路(21)。

第2从节点(30)包括第2微处理器(33)及分别与第2微处理器(33)连 接的第2红外接收电路(32)、第2能量监测电路(34)、第2 RS485接口电路(35)， 以及第2红外发射电路(31)；

主节点(10)和第1、2从节点(20、30)之间的连接关系是：

主节点(10)主红外发射电路(11)与第1从节点(20)的第1红外接收电 路(22)形成红外光束连接关系；第1从节点(20)的第1红外发射电路(21) 与第2从节点(30)的第2红外接收电路(32)形成红外光束连接关系；第2 从节点(30)的第2红外发射电路(31)与主节点(10)的主红外接收电路(12) 形成红外光束连接关系。

其工作原理是：

在斜坡表面位移测量时，主、从节点布置在监测坡面的混凝土基座上，当滚 石遮断红外封锁光束时，LM567解码器8脚输出高电平，经反相后接入MSP430F149 微处理器的P1.1口，并由主、第1、第2微处理器(13、23、33)进行遮断信 息统计处理。第1、第2从节点(20、30)将遮断信息和电池能量信息通过主、 第1、第2RS485接口电路(16、25、35)发送给主节点(10)，主节点(10)的 无线通信模块(14)负责将整体信息发送出去。