基于物联网的山区边坡安全监测预警系统和预警方法

技术领域

本发明涉及边坡安全监测领域，具体为基于物联网的山区边坡安全监测预警系统和预警方法。

背景技术

随着我国农村地区的建设和人口增长，山区边坡安全问题越来越引起人们的重视。山区是指地势高耸、地形多变而且地势陡峻的地区。由于山区地形复杂，地震、滑坡、泥石流等自然灾害频繁发生，特别是在陡峭的边坡上，发生滑坡、塌方等现象时常造成重大的人员伤亡和财产损失，对于山区建设和生活安全产生了重要影响。

为了减轻山区自然灾害对人类造成的损失，减少边坡滑坡、塌方等安全事故的发生，需要利用先进技术对山体边坡进行监测预警。通常情况下，现有技术中通过定位、检测、数据采集、数据传输、数据存储、预警等多种功能模块，以实现对山区边坡的全面监控和科学管理，提供及时反馈和预警信息，以防范和减少自然灾害造成的损失。现有的山体边坡监测系统采用大量的传感器，但是这些传感器往往会出现故障，影响检测的准确性，而且现有的预警往往只能将信息传输到监控平台上，不能对山体边坡两侧的道路进行自动管控，不能将山体边坡预警的信息传输到生活在山体边坡的居民手机中，不能提醒附近生活居民切勿靠近山体边坡，为此提供了基于物联网的山区边坡安全监测预警系统和预警方法。

发明内容

针对上述背景技术中存在的问题，本发明提供了基于物联网的山区边坡安全监测预警系统和预警方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明基于物联网的山区边坡安全监测预警系统，它包括监测系统、传感器系统、传感器预警自检系统、服务器、远程监控平台、道路管控系统和预警终端；所述监测系统包括传感器数据采集模块、数据分析判断模块、异常自检模块、预警生成模块和预警传输模块；所述传感器预警自检系统包括电路采集模块、运行状态采集模块、灵敏度检测模块、精度检测模块、故障判断模块和故障传输模块；所述监测系统与传感器系统相连，所述传感器系统与传感器预警自检系统相连，所述监测系统和传感器预警自检系统均通过服务器与远程监控平台相连，所述远程监控平台通过服务器分别与道路管控系统和预警终端相连，所述道路管控系统上连接有警示显示器和红绿灯。

进一步地，所述传感器数据采集模块与数据分析判断模块相连，所述数据分析判断模块与异常自检模块相连，所述异常自检模块和预警生成模块相连，所述预警生成模块与预警传输模块相连。

进一步地，所述电路采集模块、运行状态采集模块、灵敏度检测模块和精度检测模块均与故障判断模块相连，所述故障判断模块与故障传输模块相连。

进一步地，所述传感器系统包括测斜仪、测缝计、位移监测桩、压力传感器、拉力传感器、雨量计、视频监测仪和供电模块。

进一步地，所述传感器系统与蓄电池电性连接，所述蓄电池通过控制器与太阳能板电性连接，所述太阳能板安装在山体上。

进一步地，所述预警终端包括手机终端、电视终端和广播终端。

根据上述技术方案所述的基于物联网的山区边坡安全监测预警方法，其具体步骤如下：

S1：通过传感器系统上的测斜仪、测缝计、位移监测桩、压力传感器、拉力传感器、雨量计和视频监测仪对山体边坡进行实时监测；与此同时还利用传感器预警自检系统上的电路采集模块、运行状态采集模块、灵敏度检测模块和精度检测模块对所有传感器进行自检，通过故障判断模块进行判断，并通过故障传输模块进行输送到服务器上，利用服务器将数据通过互联网传输到远程监控平台上；

S2：通过监测系统上的传感器数据采集模块对传感器系统进行采集，然后通过数据分析判断模块对采集的数据进行分析判断，当检测出异常的时候则通过异常自检模块进行多次检测，当检测有异常超过3次的时候，则通过预警生成模块生成预警；

S3：通过预警传输模块通过互联网传输到服务器上，服务器将数据通过互联网传输到远程监控平台上，所述远程监控平台再通过服务器将控制信息发送到道路管控系统和预警终端，所述道路管控系统对山区边坡两侧的道路上的警示显示器和红绿灯进行控制，警示显示器显示报警信息，红绿灯发出红灯控制车辆禁止进入山区边坡，所述预警终端同步发出预警信息。

与现有技术相比，本发明所述的基于物联网的山区边坡安全监测预警系统能对山体边坡所采用的所有传感器进行自检，当出现故障能自己报警，而且本系统能通过物联网的方式进行远程控制，能远程接收山体边坡的预警信息，还能自动对山体边坡两端的道路进行自动管控，还能自动将预警信息传输到山体边坡附近的居民手机中，让手机、电视及广播发出预警，防止附近居民靠近山体边坡，安全性能、稳定性能强以及准确性能均比较强。

附图说明

图1为本发明的系统模块图；

图2为本发明监测系统的结构示意图；

图3为本发明监测系统的流程图；

图4为本发明传感器预警自检系统的结构示意图；

图5为本发明传感器预警自检系统的流程图。

图中：监测系统100、传感器数据采集模块101、数据分析判断模块102、异常自检模块103、预警生成模块104、预警传输模块105；传感器系统200、传感器预警自检系统300、电路采集模块301、运行状态采集模块302、灵敏度检测模块303、精度检测模块304、故障判断模块305、故障传输模块306、服务器400、远程监控平台500、道路管控系统600、警示显示器700、红绿灯800、预警终端900。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变；“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

实施例1：

请参照图1-5，本发明一种基于物联网的山区边坡安全监测预警系统，它包括监测系统100、传感器系统200、传感器预警自检系统300、服务器400、远程监控平台500、道路管控系统600和预警终端900；所述监测系统100包括传感器数据采集模块101、数据分析判断模块102、异常自检模块103、预警生成模块104和预警传输模块105；所述传感器预警自检系统300包括电路采集模块301、运行状态采集模块302、灵敏度检测模块303、精度检测模块304、故障判断模块305和故障传输模块306；所述监测系统100与传感器系统200相连，所述传感器系统200与传感器预警自检系统300相连，所述监测系统100和传感器预警自检系统300均通过服务器400与远程监控平台500相连，所述远程监控平台500通过服务器400分别与道路管控系统600和预警终端900相连，所述道路管控系统600上连接有警示显示器700和红绿灯800。

本实施例中，所述传感器数据采集模块101与数据分析判断模块102相连，所述数据分析判断模块102与异常自检模块103相连，所述异常自检模块103和预警生成模块104相连，所述预警生成模块104与预警传输模块105相连。

本实施例中，所述电路采集模块301、运行状态采集模块302、灵敏度检测模块303和精度检测模块304均与故障判断模块305相连，所述故障判断模块305与故障传输模块306相连。

本实施例中，所述传感器系统200包括测斜仪、测缝计、位移监测桩、压力传感器、拉力传感器、雨量计、视频监测仪和供电模块。

本实施例中，所述传感器系统200与蓄电池电性连接，所述蓄电池通过控制器与太阳能板电性连接，所述太阳能板安装在山体上。

本实施例中，所述预警终端900包括手机终端、电视终端和广播终端。

实施例2：

实施例1所述的基于物联网的山区边坡安全监测预警方法，其具体步骤如下：

S1：通过传感器系统200上的测斜仪、测缝计、位移监测桩、压力传感器、拉力传感器、雨量计和视频监测仪对山体边坡进行实时监测；与此同时还利用传感器预警自检系统300上的电路采集模块301、运行状态采集模块302、灵敏度检测模块303和精度检测模块304对所有传感器进行自检，通过故障判断模块305进行判断，并通过故障传输模块306进行输送到服务器400上，利用服务器400将数据通过互联网传输到远程监控平台500上；

S2：通过监测系统100上的传感器数据采集模块101对传感器系统200进行采集，然后通过数据分析判断模块102对采集的数据进行分析判断，当检测出异常的时候则通过异常自检模块103进行多次检测，当检测有异常超过3次的时候，则通过预警生成模块104生成预警；

S3：通过预警传输模块105通过互联网传输到服务器400上，服务器400将数据通过互联网传输到远程监控平台500上，所述远程监控平台500再通过服务器400将控制信息发送到道路管控系统600和预警终端900，所述道路管控系统600对山区边坡两侧的道路上的警示显示器700和红绿灯800进行控制，警示显示器700显示报警信息，红绿灯800发出红灯控制车辆禁止进入山区边坡，所述预警终端900同步发出预警信息，山区边坡的居民会同步收到手机短信、广播及电视信息的提醒。