CN201335887Y - 地质灾害多参数采集传输仪 - Google Patents

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CN201335887Y CNU2008201242474U CN200820124247U CN201335887Y CN 201335887 Y CN201335887 Y CN 201335887Y CN U2008201242474 U CNU2008201242474 U CN U2008201242474U CN 200820124247 U CN200820124247 U CN 200820124247U CN 201335887 Y CN201335887 Y CN 201335887Y
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曹修定
吴悦
任晨虹
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Abstract

一种地质灾害多参数采集传输仪，包括机箱及主控电路板和通讯天线；主控电路包括：主CPU控制单元，由负责核心程序运行的ARM处理器、FLASH存储器、***复位芯片和实时时钟单元组成；模数转换器，实现电压型传感器的数据采集；IO通道，实现开关量型传感器的数据采集；接口通讯模块，采用***或GPRS模块；电源电路为各单元提供电源；所述模数转换器通过数据输出口与主CPU控制单元的数据输入/输出端口相联；IO通道与主CPU控制单元IO口相联；接口通讯模块通过通讯口与主CPU控制单元通讯端口相联；还包括一组布设在地质灾害体处的传感器，用于接收被测点位移、雨量、地声、倾斜度和孔隙水压力中的至少一种参数。该监测装置可用于远距离的多种类型地质灾害监测。

Description

地质灾害多参数采集传输仪
技术领域
本实用新型属于一种监测预警技术，尤其涉及一种地质灾害多参数采集传输仪。
背景技术
目前在我国推广应用的突发性地质灾害的群测群防监测预警技术主要分为人工巡视巡查监测和专业监测，人工巡视巡查监测包括埋桩法、埋钉法、上漆法、贴片法等，自1998年以来，全国共成功避让地质灾害2700多起，及时转移了几百万人，起了应有的作用，但是它的弱点是监测报警技术方法比较落后，在恶劣天气和复杂气象条件下可能会错失灾害预报机会，造成很大隐患；另外巡视巡查的人员身在现场，生命本身就有很大危险，发现险情也不能及时通知灾区居民。专业监测，设备投资大，造价高，主要做示范研究工作，所以不适合于面积广大、经济落后的农村地区日常地质灾害监测预报和推广。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种地质灾害多参数采集传输仪，依靠这种仪器的使用，可在突发性地质灾害来临时进行远程实时报警。
为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案：
一种地质灾害多参数采集传输仪，包括机箱及内置的主控电路板和外置的通讯天线；所述的主控电路包括：一主CPU控制单元，由负责核心程序运行的ARM处理器、FLASH存储器、***复位芯片和实时时钟单元相互连接组成；一模数转换器，实现电压型传感器的数据采集；一IO通道，实现开关量型传感器的数据采集；一接口通讯模块，采用***或GPRS模块或带串行通讯口的智能仪器仪表；一电源电路，为上述各单元提供电源；所述模数转换器通过数据输出口与主CPU控制单元的数据输入/输出端口相联；IO通道与主CPU控制单元IO口相联；接口通讯模块通过通讯口与主CPU控制单元通讯端口相联。
还包括一组布设在地质灾害体处的传感器，用于接收被测点位移、雨量、地声、倾斜度和孔隙水压力中的至少一种参数；
本实用新型的目的是提供一种地质灾害多参数采集传输仪，主要用于地质灾害的综合防治，可以实时监测被测灾害体(被测点)的位移、雨量、地声、倾斜度、孔隙水压力的变化。
本实用新型的优点是：
1、***工作可靠：本地质灾害多参数采集传输仪的电子元件按照工业级标准选择，电路板遵循电磁兼容原则下设计，可以保证***正常工作和工作的可靠性。
2、适用范围广：本地质灾害多参数采集传输仪前端采集通道数量多，可以连接多种适用于地质灾害监测的传感器，适合多种类型的地质灾害现场监测。
3、数据传输距离远：本地质灾害多参数采集传输仪可以选用无线GPRS模块或有线***进行数据传输与报警，在无线GPRS方式下，***的网络覆盖范围内均可以传输数据，有线***采用单模光纤可以达到150公里。
4、供电多样化：本地质灾害多参数采集传输仪选用12V电源供电，电流为100毫安，可以采用太阳能电池板或220V交流转12V直流方式供电。
附图说明
图1为本地质灾害多参数采集传输仪一实施例的前、后面板示意图(a前面板，b后面板)
图2为本实用新型地质灾害多参数采集传输仪总控制电路原理方框图
图3为本实用新型地质灾害多参数采集传输仪主CPU电子原理图
图4为本实用新型地质灾害多参数采集传输仪电源电子原理图
图5为本实用新型地质灾害多参数采集传输仪A/D电子原理图
图6为本实用新型地质灾害多参数采集传输仪IO通道电子原理图
图7为本实用新型地质灾害多参数采集传输仪串行输出电子原理图
图8为本实用新型地质灾害多参数采集传输仪GPRS模块电子原理图(包括a、b两部分)
下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细说明：
具体实施方式
本实用新型地质灾害多参数采集传输仪包括机箱及内置的电路板和外置的通讯天线。
参阅图1a所示，为本地质灾害多参数采集传输仪一实施例的前面板，其设置有：12V直流稳压电源POWER、接发射接收天线的Φ5插头Y、两芯接线端子(+脚接电瓶电源正，脚接电瓶电源负)及一组工作指示灯(其中POWER指示灯亮表明电源正常，YP指示灯闪烁表明仪器工作正常，WP指示灯闪烁表明无线传输信号正常)直流稳压电源POWER显示。
参阅图1b所示，为本地质灾害多参数采集传输仪一实施例的后面板，其设置有：用于连接16道电压型传感器的接口端子CH1～CH16及用于连接3路开关量型传感器CH17～CH19。
参阅图2，本实用新型地质灾害多参数采集传输仪的主控制电路包括：一主CPU控制单元、模数转换器、IO通道、一接口通讯模块、一组传感器及电源电路；所述模数转换器通过数据输出口与主CPU控制单元的数据输入/输出端口相联；IO通道与主CPU控制单元IO口相联；接口通讯模块通过通讯口与主CPU控制单元通讯端口相联；电源电路，为上述各单元提供电源。
图3给出了本实施例中地质灾害多参数采集传输仪主CPU电子原理图：
主CPU  U101采用了恩智浦公司的LPC2119ARM处理器，负责核心程序的运行，内核电压1.8V，IO电压3.3V；存储器U102采用型号为SST25VF040的FLASH存储器，负责保存***的各项参数以防掉电丢失；***复位芯片U103采用的型号为IMP811T，负责***启动及复位正常；ISL1208是实时时钟U104，负责***掉电时时间不丢失。
图4给出了本实施例中采用的地质灾害多参数采集传输仪电源电子原理图：
12V电源接入后分两路，一路经U506(DC-DC 12V直流转正负12V直流)转换出正负12V供多路模拟开关MAX306(图5中的U403)使用，一路经U501(DC-DC12V转5V)LM2576S-5转换出5V电压以供其它器件进一步使用；5V分三路，一路经LDO线性稳压电源器件U502 TPS76350稳压后供A/D基准电源使用；一路经线性稳压电源U500 AS1117-3.3和U503 AS1117-1.8转换出3.3V和1.8V电压供LPC2119处理器U101使用；一路经U504MIC29302转换出4.2V电压供GPRS无线通讯模块SIM300(图6中的U201)使用。
图5给出了本实施例中采用的地质灾害多参数采集传输仪A/D电子原理图：
模数转换器A/D采用了ADS7808，拥有16位分辨率，多路模拟开关MAX306有16路通道。
图6给出了本实施例中采用的IO通道电子原理图：
IO通道采用了3个TLP521光隔器件，以便外接三路数字量输入。
图7给出了本实施例中采用的地质灾害多参数采集传输仪串行输出电子原理图
采用接口通讯模块U201MAX3232作为串行口的电平匹配器件，可以通过这个口接***进行远程有线数据传输。
图8(包括图8a、图8b两部分)给出了本实施例中采用的地质灾害多参数采集传输仪GPRS模块电子原理图：
无线传输GPRS模块选用了SIM300-C模块，是GSM/GPRS双频模块，集成了完整的射频电路和GSM的基带处理器，属于工业级产品。
本实用新型地质灾害多参数采集传输仪可以是16路电压型传感器和3路开关量型传感器中的一种或多种，即可同时实现全面的监测〔同时监测被测灾害体(被测点)的位移、雨量、地声、倾斜度和孔隙水压力等参数的变化〕，亦可根据需要具体选定所需监测用的传感器，如雨季时节，只需检测雨量，则选用液位传感器，等等。
本实用新型地质灾害多参数采集传输仪由外部交流电源或直流电瓶提供电源，当采用外部220V交流电源时应转12V直流电源供电。亦可采用太阳能电池板供电。
本地质灾害多参数采集传输仪的各电子元件均应按照工业级标准选择，电路板遵循电磁兼容原则下设计，以保证***正常工作和工作的可靠性。
上述实施例的地质灾害多参数采集传输仪以32位的ARM处理器LPC2119、16位模数转换器ADS7809组合***核心部分，可以选配GPRS模块SIM300C进行远程无线传输数据，或者通过RS232接口连接***进行远程有线传输；仪器前端可以连接16路输出电压信号的传感器和3路输出开关量信号的传感器，通过采集相关的信号进行判断，如果超过设定的报警阈值，可以通过无线或有线方式将报警数据传输到后台的服务器软件以进行相应的报警。该监测装置可用于远距离的多种类型地质灾害监测。
本实用新型地质灾害多参数采集传输仪在使用时，根据应用于地质灾害体附近监测各种参数变化情况，可以采用单道或者多道工作，通过无线或有线的方式把数据传输到后台的服务器上。可以选用无线GPRS模块或有线***进行数据传输与报警，在无线GPRS方式下，***的网络覆盖范围内均可以传输数据，有线***采用单模光纤可以达到150公里。
本实用新型地质灾害多参数采集传输仪的工作原理是：首先在后台服务器处远程设置各项参数，可以根据现场条件在后台服务器主机中动态设置报警阈值；将地质灾害多参数采集传输仪布设在地质灾害体附近安全之处，前端的传感器根据设计要求布设在地质灾害体各处；现场有220V交流电则可以通过一个AC-DC模块接在POWER插座上，没有交流电则通过两芯接线端子接在电瓶以提供电力，如果现场更换电瓶不方便，则可以在电瓶上连接太阳能板以便充电；仪器***正常工作时，根据后台服务器的设定定时采集前端传感器的各种信号，以无线或有线方式传输回后台的服务器平台，如果前端传感器采集的信号变化量大于预先设定的警戒阈值，仪器***立即将信号传输回后台服务器平台，服务器运行的软件根据预先设定的方案对传回的信号数据进行处理。
上述实施例可在不脱离本实用新型的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含及附图中所示的结构应视为示例性，而非用以限制本实用新型的申请专利范围。

Claims (5)

1、一种地质灾害多参数采集传输仪，包括机箱及内置的主控电路板和外置的通讯天线；其特征在于：
所述的主控电路包括
主CPU控制单元，由负责核心程序运行的ARM处理器、FLASH存储器、***复位芯片和实时时钟单元相互连接组成；
模数转换器，实现电压型传感器的数据采集；
IO通道，实现开关量型传感器的数据采集；
接口通讯模块，采用***或GPRS模块或带串行通讯口的智能仪器仪表；
一电源电路，为上述各单元提供电源；
所述模数转换器通过数据输出口与主CPU控制单元的数据输入/输出端口相联；IO通道与主CPU控制单元IO口相联；接口通讯模块通过通讯口与主CPU控制单元通讯端口相联；
还包括一组布设在地质灾害体处的传感器，用于接收被测点位移、雨量、地声、倾斜度和孔隙水压力中的至少一种参数。
2、根据权利要求1所述的地质灾害多参数采集传输仪，其特征在于：所述的一组传感器为16路电压型传感器和3路开关量型传感器中至少的一种。
3、根据权利要求1所述的地质灾害多参数采集传输仪，其特征在于：所述电源由外部交流电源或直流电瓶提供。
4、根据权利要求1所述的地质灾害多参数采集传输仪，其特征在于：所述电源由外部220V交流电源转12V直流电源提供。
5、根据权利要求1所述的地质灾害多参数采集传输仪，其特征在于：所述电源采用太阳能电池板提供。
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