[实用新型]一种滑坡监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及滑坡监测技术领域，特别涉及一种低功耗的滑坡监测装置。

背景技术

对滑坡的监测是一种常用的地质灾害监测手段。对滑坡的监测重点是滑坡本身的变形，其最大特点在于：一是滑坡变形缓慢，有的几个小时、几天、甚至几个月才有变化；二是滑坡与降水有密切关系；三是一般没有市电接入；四是滑坡现场各采集节点之间，采集节点与基站之间有一定的距离，基站与监控主机距离遥远。

目前的监测方法主要包括：

一、人工不定期监测，这种方法需要专业人员携带检测仪器到现场进行，工作效率低而且无法完成时间密集的采集，更难以察觉滑坡的微小相对变化和滑坡深部的土壤温度、土壤湿度变化。

二、半自动监测，有线连接各监测点，采集的信息暂存于监测存储设备中，人工定期去监测现场读取滑坡信息。这种方法不能及时获取滑坡信息，且有线布线费时、费力、经济性差。

三、美国Crossbow公司利用无线传感器网络组建的滑坡监测系统。滑坡现场的每个采集节点连接一个液位传感器和一个倾斜度传感器。采集节点内部由单独的微处理器和单独的驻留了Zigbee协议的收发芯片组合而成。它的基站和 一个网关无线连接，网关又和PC机相连，利用GPRS网络将滑坡信息传递至远端。该滑坡监测系统虽然利用了先进的无线传感器网络，但仅限于监测滑坡深部的液位和倾斜度，采集节点-基站-网关-GPRS也可以简化，最大的问题是价格昂贵，难以大量使用，不便于推广。

实用新型内容

本实用新型公开了一种滑坡监测装置，该装置可实现无人值守、远距离监测滑坡变化，并由于其低功耗而能保持长效性，由于其低价位而利于大量使用。

为了达到上述效果，本实用新型采用如下技术方案：一种滑坡监测装置，该装置由数个采集节点、基站、监控主机和PC机组成；

采集节点由位移传感器、土壤温度、土壤湿度传感器、倾斜度传感器，信号调理电路、ZICM2410芯片，电源变换电路、电池组成，传感器、信号调理电路、ZICM2410芯片依次连接，电池经电源变换电路分别为以上各电路供电；

位移传感器将位移量转换为电压信号；

土壤温度为热敏电阻型传感器、土壤湿度为湿敏电阻型传感器，它们埋在滑坡内，以观测降雨期间土壤温度、土壤湿度，它们分别将土壤温度、土壤湿度转换为与之相应的电压信号；

倾斜度为微电子机械型传感器，它埋于滑坡内，以监测滑坡变形，它将倾斜度转换为串行数字量；

基站由ZICM2410芯片、GSM模块和电源电路组成。电源电路由锂离子电池组、DC-DC变换器组成，ZICM2410芯片、GSM模块依次连接，锂离子电池组经DC-DC变换器提供ZICM2410芯片、GSM模块的供电，基站负责接收各 采集节点的信息并经GSM网络以短信的方式发送至监控主机。

由ZICM2410芯片，定时接通三种传感器及相应信号调理电路的电源，并对三种传感器信号进行模数转换，再将滑坡信息发送至基站；在非采集时段ZICM2410芯片处于微功耗状态，以节能和延长电池使用时间；

采集节点间、采集节点与基站间自动组成遵守Zigbee协议的无线传感器网络；基站与监控主机通过GSM网络通信；土壤温度、土壤湿度传感器为ES1101型；倾斜度传感器为SCA100T。

本实用新型的有益效果是：

一、本实用新型构建了以ZICM2410芯片为核心的无线传感器网络，并应用到滑坡监测上，采集节点间以及采集节点与基站间无需布线；

二、微电子机械系统传感器的出现，使得可以监测倾斜度的微小变化，本监测装置使用了这种传感器，使得倾斜度的测量精度达0.1°；

三、本实用新型可深入滑坡深部测量土壤温度、土壤湿度；

四、本实用新型中的基站和远程监测主机经GSM网通信，省略了网关；

五、本实用新型中的各采集节点和基站均使用了高集成度、低功耗、低价位的ZICM2410芯片，提高了设备的可靠性，使采集节点的成本仅为进口采集节点的十分之一左右；

六、本实用新型中的采集节点采用了低功耗的ZICM2410芯片，定时接通传感器与信号调理电路，定时发送信息。上述过程仅耗时1秒，而采集的间隔为1小时，因此使节点耗电仅为mW级，功耗大为降低。

附图说明

图1为本实用新型系统结构框图；

图2为采集节点结构框图；

图3为采集节点工作模式示意图；

图4为倾斜度传感器测量角度的示意图；

图5为位移传感器及信号调理电路原理图；