[发明专利]基于无线自组网群检测泥石流预警传感装置、系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于无线自组网群检测泥石流预警传感装置、系统及方法。

背景技术

泥石流是发生在山地地区的一种地质灾害，它是含有大量沙石块的特殊山洪，具有突发、凶猛和破坏力强等特点。我国地貌类型复杂多样，且以山地为主，约占全国陆地面积三分之二。由于山区地质地貌错综复杂且处于东亚季风区，暴雨频发，加之人类行为，导致泥石流灾害频发，严重的影响生态环境及民生。

泥石流的基础研究和泥石流去的动态监测必须进行野外现场科学试验观测。传统的泥石流监测预警方法是在野外建立简易监测点，采用简易的观测方法，即主要利用人观测雨量和发生泥石流后预警，检测仪器科技含量不高，方法单一，遇到雷雨天气通讯难以畅通，特别夜间，监测预警工作很难实施。目前国内外基本采用长期监测预报、中期监测预报、短期监测预报和临监测预报。长期监测是数月到数年的趋势预测，一般不大引起人们的注意。中短期预报是气象部门对天气预报信息，属于险情监测预报和防灾预报。临监测预报即零小时到数小时内的预报，是依据每小时的雨量图、雨势情报、监测仪器制定依据。对城镇、工矿和交通运输部门的泥石流临灾避难与救助有重要意义。然而，现有的各种泥石流监测预警方法和设备都存在科技含量不高、监测精度差、成果不及时和可靠度不够的缺点。因此亟待一种改进的泥石流监测预报预警系统及方法以克服上述缺陷。

目前根据国家规范，临灾泥石流的监测多靠雨量和泥石流历史事件来评估。在《崩塌、滑坡、泥石流监测规范》DZ/T0221-2006标准中，很大程度上是依据雨量强度R值来预警泥石流的发生。

R＝K(H₂₄/H_24(D)+H₁/H_1(D)+H_1/6/H_1/6(D))

K：前期降雨修正系数，无前期降雨时K＝1；有前期降雨时：K＞1；但目前尚无可信成果可供应用；现阶段可暂时假定K＝1.1～1.2；

H₂₄：24小时最大降雨量(mm)；

H_24(D)：该地区有可能发生泥石流的24小时临界雨量值(mm)；

H₁：1小时最大降雨量

H_1(D)：该地区有可能发生泥石流的1小时临界雨量值(mm)；

H_1/6：10分钟最大降雨量

H_1/6(D)：该地区有可能发生泥石流的10分钟临界雨量值(mm)；

R＜3.1，安全雨情；R≥3.1可能发生泥石流的雨情，R＝3.1～3.2，发生机率小于0.2，发生报(发生泥石流的警报)；R＝4.2～10，发生机率0.2～0.8，警戒报(可能成灾的警报)；R＞10，发生机率＞0.8，灾情报(可能引起下游或邻近地区次生灾害的警报)。

这种单纯的监测泥石流动力源(通常指降雨)的手段严重的依赖于历史发生过灾难的统计数据。而历史发生过泥石流的地方，地貌已经产生了改变，地质结构的稳定应受到重新的评估，即使在相同的雨强也未必会引发泥石流。因此有必要在监测雨量的同时监测泥石流形成区域提供固体物质补给的山坡或者堆积物的稳定性，以及在泥石流流经区域提供必要的固体物质流动监测。

综上所述，有必要设计一种基于无线自组网群检测泥石流预警传感装置、系统及方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于无线自组网群检测泥石流预警传感装置、系统及方法，该基于无线自组网群检测泥石流预警传感装置、系统及方法基于多传感器协同实现泥石流监测预警，具有显著的社会效益。

发明的技术解决方案如下：

一种基于无线自组网泥石流监测预警传感装置，包括MCU、电池、三轴加速度传感器、地声传感器、振动传感器、电池电压检测电路和电源管理电路、MESH网络模块；所述的加速度传感器、地声传感器、振动传感器、电池电压检测电路均通过A/D转换器与MCU的输入接口相连，MESH网络控制器与MCU相连。

所述的泥石流监测预警传感装置还包括DC/DC模块、电源管理器、比较器和D/A转换器；D/A转换器的输入端接MCU的一个数据输出接口；电池通过DC/DC模块与电源管理器的电能输入接口相连，比较器的输出端、MCU的一个输出端以及MESH网络控制器的ACT信号输出端均与电源管理器连接；电源管理器的电源输出接口与MCU的电源接口相连；