[发明专利]山体滑坡电子监测系统及监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及山体滑坡的监测技术领域，具体为一种山体滑坡电子监测系统及监测方法。

背景技术

山体滑坡是特殊地质构造引发的一种地质变化，山体滑坡往往会造成次生地质灾害。山体滑坡的监测就是采用各种技术方法了解和掌握滑坡体的演变过程，预测滑坡的趋势，以便在山体滑坡形成灾害前及时发出警报，以免造成生命财产的损失。人工实地观测滑坡劳动量过大，也难以实现长时间的实时测量。现有的主要监测技术如下：（1）图像识别技术，虽然解决了实时动态监测的问题，但在雨、雪、雾等恶劣天气条件下，智能图像识别精度下降，监测误报时有发生，甚至发生险情反而漏报。用人工观测图像代替智能图像识别也只是短期的权宜之计，24小时不间断观测难以持久，另外图像摄取系统造价高，也使此技术难以广泛应用；（2）拉线位移监测，此法理论上简单，但受地理环境限制，在滑坡易发生的山区拉线监测工程量大且难度极高，存在安全隐患，也极难实际应用；（3）GPS定位技术，虽然可以实现实时动态测量（RTK），但要实现对滑坡的监测就需要GPS定位达到1米以内的精度，这样的精度至少需要2台基站式GPS联合辅助进行实时动态监测，造价昂贵，难以实现；（4）倾角监测技术，此技术是监测地面倾角的变化来预测滑坡趋势，但很多滑坡发生时先出现地面平移下沉，并不一定发生地面倾斜，倾角监测方式局限性较大。另外，现有的这些监测方法都需要先解决供电的问题，在滑坡易发生的山区为监测滑坡专门拉线供电几乎是不可能的，即使实现了拉电上山，也存在着人和牲畜造成触电危险。

地质结构异常剧变时会使局部地磁场发生强烈的变化。局部地区极强烈地磁紊乱是大地震即将发生的警示信号，如汶川地震前指南针乱转、倒指。因此专家建议以地磁异常信号实现临震预警。同样根据实验在滑坡发生前，由于岩石层的变位位移，也会产生地磁场的变化。但目前尚未见有利用地磁信号变化来监测滑坡灾害的设备。

发明内容

本发明的目的是设计一种山体滑坡电子监测系统，包括监测主机和分布于滑坡可能发生地区的多个地磁场传感装置，各地磁场传感装置的地磁场信号经无线发射送入监测主机。

本发明的另一目的是设计上述山体滑坡电子监测系统的监测方法。

本发明设计的山体滑坡电子监测系统，包括监测主机，3～16个地磁场传感装置埋设于滑坡可能发生区域的各监测点，各地磁场传感装置分别有专有编号存于监测主机，各地磁场传感装置与监测主机无线联接。

监测主机包括中心处理器和与之连接的供电模块、接收模块。中心处理器还连接报警器和/或手机信息发送模块。

所述地磁场传感装置包括单片机和与之连接的地磁场传感器和发射模块，主电池经供电器连接单片机，给单片机和相关部件供电。

所述供电模块还连接有备用蓄电池，当停电时，供电器自动将备用蓄电池连接监测主机，保证中心处理器及相关部件不间断供电。

所述中心处理器还连接显示器，实时显示监测区域各监测点地磁场传感装置当前工作状态。

所述地磁场传感器由三维磁阻传感器、磁偏角传感器和磁倾角传感器组成，三维磁阻传感器检测地磁场的X、Y、Z三维强度，磁偏角磁倾角传感器组检测地磁场的磁偏角D和磁倾角I。

单片机存储有地磁场参数计算公式和所处监测点地磁场参数值。单片机根据地磁场传感器的信号计算得到地磁场总强度F，水平方向磁场强度H，与所存储的此监测点地磁场参数值比较，当超出设定的预警值时，即启动发射模块，以无线方式将本地磁场传感装置的编码、预警信号及地磁场参数的变化值一起发送到监测主机。

在地磁场正常时为了让监测主机得知未发射信号的地磁场传感装置状态正常，地磁场传感装置的单片机接有定时开关，定时开关连接辅电池和单片机。在地磁场正常的情况下，定时开关每隔10～40天接通辅电池和单片机20～40秒，向单片机和发射模块供电，发射本地磁场传感装置的编码和自检信号。

为了节省主电池的电力，使埋设于山上可能滑坡地区的各地磁场传感装置能维持较长时间的工作，本地磁场传感装置的供电器接有振动开关，振动开关为触发器件。供电器与主电池之间，为常开状态，即正常情况供电器与主电池为断开状态。当所处监测点发生振幅超过设定值的振动时，振动开关发出0.05～0.15ms的触发信号供电器导通主电池和单片机20～40秒，主电池向单片机、采集模块、地磁场传感器及发射模块供电。

本发明设计的山体滑坡电子监测系统的监测方法如下：