[发明专利]基于UWB传感定位无线自组网山体滑坡崩塌泥石流监测系统

说明书

一种基于UWB传感定位无线自组网山体滑坡崩塌泥石流监测系统，若干个UWB传感装置按照蜂窝组网方式散布在山体上，每个蜂窝的中心均设有一个UWB传感装置；UWB传感装置内置UWB无线收发模块、核心处理器、蓄电池组、次声波传感器、陀螺仪、加速度计、地磁传感器、土壤水分传感器和震动传感器；核心处理器分别与UWB无线收发模块、蓄电池组、次声波传感器、陀螺仪、加速度计、地磁传感器、土壤水分传感器和震动传感器连接；UWB传感装置之间形成户外中继网络，并通过户外中继网络与汇聚点连接，汇聚点与服务器连接；服务器通过网络与监控平台连接。该系统可监测每一个网格点中UWB传感装置的精确坐标并在山体运动时能实时跟踪网格局部山体的位移及角度的变动情况。

技术领域

本发明属于山体滑坡监测技术领域，具体涉及一种基于UWB传感定位无线自组网山体滑坡崩塌泥石流监测系统。

背景技术

目前，对山体滑坡崩塌及泥石流的预警监控大部分是以点线布置传感器，比如坡表位移传感或深层位移传感布置方式。有的监控点是在曾经爆发过地灾的地点，由于地质应力已释放改变，原来的高位地点不一定会是再次爆发灾难的地点，因此传统手段对山体滑坡崩塌及泥石流预警变成了一个山体地质灾害预警的概率事件。

影响坡面稳定的因素很多，比如地貌、地质、风化程度、植被、地下水位等等，并不能确定山体的哪一块会出问题，唯有控制具有安全威胁的山体一个面，将整个山体威胁段面坡表网格化，按照网格分布传感器，测得每一块网格化坡体的位移、倾斜、震动、声波等特征，再根据地质条件、气象条件、土壤含水或地下水条件等判别是否会发生山体滑坡崩塌以及泥石流这才能具有真正的全概率预警功用。

目前的山体滑坡崩塌及泥石流(地灾)的预警监控有一定难度，大部分监控地是以点线布置传感器而不是面，比如坡表位移传感或者深层位移传感布置方式。有的监控点是在曾经爆发过地灾的地点，由于这些地点地质应力已释放改变，监控点不一定会是再次爆发灾难的地点，因此传统的点线布置传感器的手段对山体滑坡崩塌及泥石流预警变成了一个山体地质灾害预警的概率事件。唯有控制具有安全威胁的山体一个段面，将整个山体威胁段面坡表网格化，并分布若干传感器，测得每一块网格化坡体的位移、倾斜、震动、声波等特征，再根据地质条件、气象条件、土壤含水或地下水条件等判别是否会发生山体滑坡崩塌以及泥石流这才能具有真正的全概率预警功用。

如果需要知道坡体有没有位移，岩体或者土体有没有垮塌则系统需要知道知道每个传感器的坐标位置、姿态、运动方向等。还要测量诸如地质灾害所产生的次声波的方位，周围土体的地声，周围泥土的含水量等等。这样才能有效的判断是否产生滑坡崩塌，结合雨量计可以预测泥石流是否会形成。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于UWB传感定位无线自组网山体滑坡崩塌泥石流监测系统，该系统可以监测每一个网格点中UWB传感装置的精确坐标并在山体运动时能实时跟踪网格局部山体的位移及角度的变动情况，并能将监测数据汇聚给监控平台；该系统还能有效节省能耗；并能便于实现及时的预警动作。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于UWB传感定位无线自组网山体滑坡崩塌泥石流监测系统，包括若干个UWB传感装置、汇聚点、服务器和监控平台；

所述UWB传感装置内置UWB无线收发模块、核心处理器、蓄电池组、次声波传感器、陀螺仪、加速度计、地磁传感器、土壤水分传感器和震动传感器；

所述UWB无线收发模块用于实现UWB传感装置之间的交互连接，以在UWB传感装置之间形成户外中继网络，并确保UWB传感装置通过户外中继网络与汇聚点进行通信连接；用于根据核心处理器的控制来定时发射电脉冲信号，并用于将接收的邻近几个传感器的电脉冲信号发送给核心处理器，以便于进行定位和时钟同步；所述核心处理器用于根据所接收的电脉冲信号进行时钟的同步；