CN214955283U - 一种地质监测终端 - Google Patents

Abstract

本申请属于物联网领域，提供了一种地质监测终端，包括传感器模块、通信模块、报警模块、报警器、控制模块和电源模块，其中：所述传感器模块所采集的多个传感数据发送至所述控制模块；所述控制模块用于根据所接收的多个传感数据进行检测，得到所述传感数据对应的监控状态，并将监控状态发送至报警模块和通信模块；所述报警模块用于根据所述监控状态驱动报警器；所述通信模块用于将所述传感数据和/或监控状态发送至云服务器。通过控制模块将所采集的多个传感数据通过控制模块直接进行检测处理，从而可以减少通信阻塞、通信断网、云服务器故障或监测人员疏忽等异常而带来的信息延误，有利于保障事发现场的人身和财产安全。

Description

一种地质监测终端

技术领域

本实用新型属于物联网领域，尤其涉及一种地质监测终端。

背景技术

在人们的直观认识中，通常认为自然灾害的发生是突发事件。实际上，很多自然灾害包括一个从正常状态，经过一段时间不利因素的累积，最终由量变产生质变的发展演进的一个过程。

目前对于山体边坡的滑坡监测，主要是通过各种传感器监测山体边坡的倾斜、位移、地下水位、降雨量、震动、压力等参数。这些参数均和滑坡事件有不同密切度的关系。

例如：降雨量会导致地下水位的上升；地下水位的上升会导致山体滑坡的概率增加；山体滑坡前，其滑坡部位表现为对压力传感器的压力值的增加；压力的增加会使得倾角传感器测量的倾角值增加；倾角增加到一定程度就会发生滑坡；滑坡过程中可产生震动。

传统的传感器监测终端通常包括多个传感器独立进行数据采集，云服务器在接收到传感器所采集的数据后，由云服务器对数据进行分析处理，给出正常、预警或报警的判断结果。预警或报警信息经过网络发送至监管部门进行核实后，再对事发现场的人员发布报警信息。这种监测终端信息流程较长，容易受到通信阻塞、通信断网、云服务器故障或监管人员疏忽等异常而导致信息延误，可能对事发现场带来严重的人身和财产的影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种地质监测终端，以解决现有技术的监测终端由于信息流程较长，容易受到通信阻塞、通信断网、云服务器故障或监管人员疏忽等异常而导致信息延误，可能对事发现场人员带来严重的人身和财产的影响的问题。

本实用新型是这样实现的，第一方面，本申请实施例提供了一种地质监测终端，所述地质监测终端包括传感器模块、通信模块、报警模块、报警器、控制模块和电源模块，其中：

所述电源模块提供工作电能；

所述传感器模块包括多个传感器，所述传感器模块与所述控制模块相连，所述传感器模块所采集的多个传感数据发送至所述控制模块；

所述控制模块用于根据所接收的多个传感数据进行比较但不限于比较的计算，得到所述地质监测终端的监控状态，并将根据监控状态，启用报警模块和通信模块的功能；

所述报警模块用于根据所述控制模块的控制信号驱动报警器；

所述通信模块用于将所述传感数据和/或监控状态发送至云服务器，并接收云服务器的远程指令。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，所述传感器包括外挂传感器和板载传感器。

结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第二种可能实现方式中，所述板载传感器包括但不限于震动传感器、倾角传感器、加速度传感器和温度传感器中的一种或者多种。

结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第三种可能实现方式中，所述外挂传感器包括但不限于雨量传感器、水位传感器、压力传感器、位移传感器和角度传感器中的一种或多种。

结合第一方面，在第一方面的第四种可能实现方式中，所述控制模块的控制芯片对接收的多个传感数据进行比较，或者所述控制模块所包括的比较器对接收的多个传感数据进行比较。

结合第一方面的第四种可能实现方式，在第一方面的第一种可能实现方式中，所述传感器控制信号包括传感器开闭信号、传感器数据采集频率控制信号、传感器数据采集精度等级控制信号、改变传感器量程控制信号、传感器数据上报频率控制信号、传感器内部算法控制信号中的一种或者多种。

结合第一方面，在第一方面的第六种可能实现方式中，所述控制模块还用于获取所述电源参数，并将所述电源参数发送至云服务器。

结合第一方面的第六种可能实现方式，在第一方面的第七种可能实现方式中，所述电源参数包括电源电压、电源电流、剩余电量中的一项或者多项。

结合第一方面，在第一方面的第八种可能实现方式中，所述通信模块为无线通信模块。

结合第一方面，在第一方面的第九种可能实现方式中，所述报警器包括声音报警器和/或警示光报警器。

在本实用新型中，通过在地质监测终端设置控制模块，通过控制模块将所采集的多个传感数据通过控制模块进行不限于比较的计算，得到所述地质监测终端对应的监控状态，并根据该状态，选择启用报警模块，由报警模块驱动报警器，从而可以减少通信阻塞、通信断网、云服务器故障或监测人员疏忽等异常而带来的信息延误，有利于保障事发现场的人身和财产安全。

附图说明

图1是本实用新型提供的地质监测终端的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的控制模块电路示意图；

图3为本申请实用新型提供的模块信号采集电路示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

目前的地质监测终端，通常采用多个传感器独立监测各自的参数，传感器之间的数据相互独立，没有进行联动逻辑运算处理。每个传感器采集到的数据经网络上传到后台云服务器后，云服务器根据数据进行分析处理得到判断结果，将包括正常、预警和报警的判断信息发送至监管部门，监管部门收到预警或报警信息后，再进行信息核实，在核实后向事发现场的人员发布报警信息。这种监测方法的信息流程较长，信息传递过程中包括诸多不可靠因素，包括如通信阻塞、通信断网、云服务器故障或监测人员疏忽等，均可能导致信息延误，从而可能会对现场人身和财产带来严重的损害。

为了克服上述问题，本申请实施例提出了一种地质监测终端，如图1所示，该地质监测终端包括：传感器模块101、通信模块102、报警模块103、报警器104、控制模块105和电源模块106，其中：

所述电源模块106提供工作电能；

所述传感器模块101包括多个传感器，所述传感器模块101与所述控制模块105相连，所述传感器模块101所采集的多个传感数据发送至所述控制模块105；

所述控制模块105用于根据所接收的多个传感数据进行比较但不限于比较的计算，得到所述传感数据对应的监控状态，并根据监控状态控制报警模块103和通信模块102；

所述报警模块103用于根据所述监控状态驱动报警器104；

所述通信模块102用于将所述传感数据和/或监控状态发送至云服务器，并可接收来自云服务器的指令。

其中，所述电源模块106用于为地质监测终端中的传感器模块101、通信模块102、报警模块103、控制模块105提供电能。所述电源模块可以为可充电电池，或者还可以包括太阳能充电模块。太阳能充电模块可以包括太阳能板，可将太阳能转化为电能，通过可充电电池存储电能，便于提高地质监测终端的续航使用时间。为了使得地质监测终端可持久有效的正常工作，所述地质监测终端可以放置在具有透明层的盒体中，使得太阳能板可以通过透明盒体有效的进行太阳能转换，并且使得地质监测终端免受雨水浸泡。

在可能的实现方式中，所述电源模块106可以包括电源参数检测模块，用于检测所述电源参数，所检测的电源参数可以包括电源电压、电源电流、剩余电量等参数中的一种或者多种。其中，电源电压、电源电流和电源剩余电量可以通过读取电源模块中的电源芯片获取，或者也可以采用电压检测模块确定电源电压、电流检测模块确定电源电流，根据检测的电压和电流确定电源剩余电量等。

所述通信模块102可以为无线通信模块。为了降低地质监测模块的***功耗，所述无线通信模块可以为低功耗的物联网通信模块或Lora模块。所述地质监测终端可包括定时模块，通过所述定时模块，在设定的时间间隔，开启移动通信模块，从而完成传感数据和/或监控状态的上传，使得云服务器可以根据所上传的数据，进一步进行分析确认。在可能的实现方式中，可以根据监控状态，改变所述通信模块102的开启频率，从而适应不同场景状态的监测要求。

所述报警模块103可用于根据控制模块105输出的警报控制信号，生成对应的驱动信号，驱动报警器104输出不同的警报。所述警报信号可以为报警信号，也可以为预警信号。可以通过报警器输出所述警报信号。比如，报警器可以为扬声器或警示灯。可以通过扬声器输出不同的内容，来表示不同的警报信号，或者可以通过警示灯的不同颜色、不同闪光频率等信号表示不同的警报信号。

所述传感器模块101可以包括外挂传感器和板载传感器。其中，外挂传感器可以包括但不限于雨量传感器、水位传感器、压力传感器、位移传感器和角度传感器中的一种或多种。板载传感器可以包括但不限于震动传感器、倾角传感器、加速度传感器和温度传感器中的一种或者多种。

所述控制模块104可用于将传感器模块101所采集的传感数据进行计算分析处理，判断所述地质监测终端所监测的场景的状态。其中，状态数据可以根据预先设定的阈值，确定监测场景所处的状态数据。比如，状态数据可以包括预警状态、报警状态等。

其中，所述控制模块104可以为单片机电路。如图2所示为本申请实施例提供的一种单片机实现的控制模块示意图，如图2所示，该控制模块包括控制芯片U1，复位电路、时钟电路、uart串口通信引脚(图示中的RX,TX引脚)、串行设备***接口SPI(图示中的MOSI、MOSO、SCK引脚)等。

其中，复位电路由第一电阻R1、第二电阻R2、第一二极管D1、第一电容C1构成的复位电路，可用于***复位。其中，第一电阻R1的第一端与复位引脚相连，第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端相连，第一电阻R1的第二端与第一二极管D1的阳极相连，第一二极管D1的阴极与第二电阻R2的第二端相连，所述第二电阻R2的第二端与复位按键相连。

时钟电路可以为双时钟电路，比如图2所示，时钟电路包括晶振Y1和第二电容C2和第三电容C3构成的双时钟电路。可与U1的双时钟输入引脚相连。

所述串口通信引脚是Uart通信引脚，包括发送引脚TX和接收引脚RX。

在传感数据的采集过程中，如图3所示，可以通过模数据转换芯片U2，将接头CN1所连接的传感数据，通过模拟信号输入引脚VIN-和VIN+接收，通过模数转换芯片，可以将采集的模块信号转换为数字信号，并通过SPI通信接口发送给控制模块，SPI通信接口由MISO、MOSI、SCK三个信号引脚组成，MISO是主芯片信号输入从芯片信号输出引脚，MOSI是主芯片信号输出，从芯片信号输入引脚，SCK是主芯片时钟信号输出引脚。其中，第三电阻R3可用于上拉模块信号电位，第四电容C3和第五电容C5用于滤波。

其中，外挂传感器可以通过串行通信接口，与控制模块进行数据交换。

在本申请实施例中，所述控制模块还可以包括比较但不限于比较功能的算法模块。所述算法模块设置有阈值基准线。对于不同的传感器类型，可以设置不同的大小的阈值基准线。比如，对于压力传感器，设置有压力传感器的阈值基准线，对于雨量传感器，设置有雨量传感器的阈值基准线等等。当采集的传感数据大于所设定的阈值基准线时，生成触发信号，可触发控制器生成传感器控制信号，从而实现对传感器工作状态的调整。比如，传感器控制信号可以包括传感器开闭信号、传感器数据采集频率控制信号、传感器数据采集精度等级控制信号、改变传感器量程控制信号、传感器数据上报频率控制信号、传感器内部算法控制信号中的一种或者多种。

在可能的实现方式中，可以通过算法模块判断压力传感器所检测的信号是否大于对应的阈值基准线，如果大于对应的阈值基准线，则可以提高震动传感器、雨量传感器、土壤水份含量传感器、水位传感器、倾角传感器和位移传感器的信号采集频率。

如果震动传感器所检测的信号大于对应的阈值基准线，则可以提高倾角传感器、位移传感器的采集频率。

如果土壤水份含量传感器或水位传感器的传感数据大于对应的阈值基准线，则可以提高雨量传感器的采集频率，并可触发传感数据与对应阈值的判断，以及超过设定的上限时，将该状态上报至云服务器。

如果倾角传感器采集的传感数据大于对应的基准信号，则可提高震动传感器、雨量传感器、水位传感器、倾角传感器和位移传感器的信号采集频率，并可提高压力传感器和倾角传感器的采集精度，触发倾角传感数据与对应阈值的判断，以及倾角信号超过设定的上限时，将该状态上报至云服务器。

如果位移传感器所采集的传感数据大于对应的阈值基准线，则可提高震动传感器、雨量传感器、水位传感器、倾角传感器和位移传感器的信号采集频率，并可提高压力传感器、位移传感器和倾角传感器的采集精度，触发传感数据与对应阈值的判断，以及位移信号超过设定的上限时，将该状态上报至云服务器。

通过算法模块的计算后触发联动控制，可以更为及时准确的对现场数据进行采集，提高异常数据的采集精度和有效性，从而能够提供更为准确有效的地质监测结果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地质监测终端，其特征在于，所述地质监测终端包括传感器模块、通信模块、报警模块、报警器、控制模块和电源模块，其中：

所述电源模块提供工作电能；

所述传感器模块包括多个传感器，所述传感器模块与所述控制模块相连，所述传感器模块所采集的多个传感数据发送至所述控制模块；

所述控制模块用于根据所接收的多个传感数据进行比较，得到所述地质监测终端对应的监控状态，并根据该监控状态，启用报警模块和/或通信模块；

所述报警模块用于根据所述控制模块的控制信号驱动报警器；

所述通信模块用于将所述地质监测终端监测到的数据和/或监控状态发送至云服务器，并接收云服务器的远程指令。

2.根据权利要求1所述的地质监测终端，其特征在于，所述传感器包括外挂传感器和板载传感器。

3.根据权利要求2所述的地质监测终端，其特征在于，所述板载传感器包括震动传感器、倾角传感器、加速度传感器和温度传感器中的一种或者多种。

4.根据权利要求2所述的地质监测终端，其特征在于，所述外挂传感器包括雨量传感器、水位传感器、压力传感器、位移传感器和角度传感器中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的地质监测终端，其特征在于，所述控制模块的控制芯片对接收的多个传感数据进行比较，或者所述控制模块所包括的比较器对接收的多个传感数据进行比较。

6.根据权利要求5所述的地质监测终端，其特征在于，所述传感器控制信号包括传感器开闭信号、传感器数据采集频率控制信号、传感器数据采集精度等级控制信号、改变传感器量程控制信号、传感器数据上报频率控制信号、传感器内部算法控制信号中的一种或者多种。

7.根据权利要求1所述的地质监测终端，其特征在于，所述控制模块还用于获取所述电源参数，并将所述电源参数发送至云服务器。

8.根据权利要求7所述的地质监测终端，其特征在于，所述电源参数包括电源电压、电源电流、剩余电量中的一项或者多项。

9.根据权利要求1所述的地质监测终端，其特征在于，所述通信模块为无线通信模块。

10.根据权利要求1所述的地质监测终端，其特征在于，所述报警器包括声音报警器和/或警示光报警器。

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