[发明专利]一种基于弱磁传感器的山体滑坡无线网络监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于弱磁传感器的山体滑坡无线网络监测系统，属于弱磁检测和山体滑坡监测领域。

背景技术

目前山体滑坡监测的主要方法有地下水位监测法、降雨量监测法、GPS大地形变测量法、合成孔径雷达测量法、TDR（时间域发射测量技术）滑坡体深部变形测量法等几种方法。这些监测方法普遍存在成本高、测量周期长、部分设备架设困难等多种缺陷，在实际应用中具有很大局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于弱磁传感器的山体滑坡无线网络监测系统，所述系统通过基于弱磁检测的磁传感器检测被测山体上磁场的变化，以无线传感网络技术实现数据传输，通过GPRS或3G等公共网络实现远程监测山体滑坡的功能，测量结果准确可靠，且成本低、测量周期短、能够解决有线系统布线困难的缺陷。

本发明的目的由以下技术方案实现：

一种基于弱磁传感器的山体滑坡无线网络监测系统，所述系统包括：无线山体滑坡监测磁传感器、无线路由模块、无线接收模块、远程监控中心计算机和手持终端；

其中，无线路由模块、无线接收模块采用太阳能供电；无线山体滑坡监测磁传感器的数量根据实际需要确定，无线路由模块的数量与无线山体滑坡监测磁传感器的数量有关，以保证通信质量为准；每个无线山体滑坡监测磁传感器周围设定距离处安装一个永磁体；

无线山体滑坡监测磁传感器包括x轴磁检测芯片、y轴磁检测芯片、z轴磁检测芯片、第一仪表放大器、第二仪表放大器、第三仪表放大器、单片机处理器、无线通信模块、电池和电源转换模块；x轴磁检测芯片、y轴磁检测芯片、z轴磁检测芯片构成检测芯片部分，第一仪表放大器、第二仪表放大器、第三仪表放大器构成信号调理部分；

x轴磁检测芯片、y轴磁检测芯片、z轴磁检测芯片，x轴磁检测芯片、y轴磁检测芯片处于水平方向，z轴磁检测芯片处于竖直方向，三者正交垂直；

其中，x轴磁检测芯片与第一仪表放大器连接，y轴磁检测芯片与第二仪表放大器连接，z轴磁检测芯片与第三仪表放大器连接，第一仪表放大器、第二仪表放大器、第三仪表放大器分别与单片机处理器上的三路模数转换（A/D）端口连接，单片机处理器与无线通信模块连接，电源转换模块分别与检测芯片部分和信号调理部分连接，电池分别与电源转换模块、单片机处理器、无线通信模块连接；

所述无线山体滑坡监测磁传感器通过电池供电，其中，电池直接给单片机处理器、无线通信模块提供电源；

电源转换模块将电池提供的电压转换成检测芯片部分和信号调理部分所需的电压后提供给检测芯片部分和信号调理部分；

x轴磁检测芯片采集x水平方向的磁场值，并将该磁场值以电压信号形式送给第一仪表放大器；

y轴磁检测芯片采集与x垂直的水平方向的磁场值，并将该磁场值以电压信号形式送给第二仪表放大器；

z轴磁检测芯片采集竖直方向的磁场值，并将该磁场值以电压信号形式送给第三仪表放大器；

第一仪表放大器将来自x轴磁检测芯片的电压信号进行放大后，送给单片机处理器；

第二仪表放大器将来自y轴磁检测芯片的电压信号进行放大后，送给单片机处理器；

第三仪表放大器将来自z轴磁检测芯片的电压信号进行放大后，送给单片机处理器；

单片机处理器将来自第一仪表放大器、第二仪表放大器、第三仪表放大器的三路模拟信号分别转化为数字信号，然后进行解算，得到空间磁场的变化量，并根据空间磁场的变化量判断山体是否发生滑坡，并将判断结果送给无线通信模块；

无线通信模块接收单片机处理器的处理结果，并将处理结果通过无线的方式发送给无线路由模块；

无线路由模块将来自无线山体滑坡监测磁传感器的处理结果通过无线的方式发送给无线接收模块；

无线接收模块接收无线路由模块发送的处理结果，并通过GPRS或3G公共网络将处理结果发送到远程监控中心计算机上；

远程监控中心计算机接收无线接收模块发送的处理结果，并将处理结果进行存储，如果山体有滑坡，远程监控中心计算机将报警，并将报警信号发送到手持终端上；如果山体无滑坡，则结束。

有益效果

（1）本发明所述系统通过基于弱磁检测的磁传感器检测被测山体上磁场的变化，以无线传感网络技术实现数据传输，通过GPRS或3G等公共网络实现远程监测山体滑坡的功能，为山体滑坡监测提供了一种准确可靠的方法。

（2）本发明所述系统采用无线山体滑坡监测磁传感器来监测山体滑坡，具有极高的灵敏度。