一种基于超声波测距的房后切坡型滑坡监测预警系统的制作方法

1.本实用新型涉及地质灾害监测预警技术领域，特别是一种基于超声波测距的房后切坡型滑坡监测预警系统。

背景技术：

2.滑坡灾害指斜坡上岩土体沿着某一贯通的破裂面发生滑动位移而引发人民生命和财产安全损失的现象，其严重制约着经济社会发展，对人民众生活环境安全构成极大的损害和威胁，尤其是在土地资源紧缺的丘陵山区，农村居民建房选址受限，多数依山而建，以选取切坡的方式获得建设土地，开挖山体使得山体前缘形成了高陡临空面，所形成的上缓下陡的地形减少了斜坡阻滑段及抗滑力，大大降低了斜坡的稳定性，由于应力集中在切坡的坡脚处，因而容易产生沿着坡脚破裂面滑动的滑坡灾害。此类切坡型滑坡，尽管规模和体积较小，但是通常会冲毁房屋、建筑物，造成建筑物倒塌而掩埋内部人员或造成二次损伤。
3.以往的滑坡监测预警装置均是安装在滑坡上，对滑坡的变形进行监测预警，但是滑坡的变形和破坏并不一定会造成房屋的破坏，同时监测点局部的变形破坏容易误认为是滑坡整体破坏而发生错误预警，也容易造成监测设备损坏而无法继续完成监测任务。由于山区切坡与房屋之间的距离往往较小，对于变形缓慢的蠕变型滑坡，以往以滑坡变形位移和速率为预警指标的监测手段，经常呈现滑坡缓慢滑动至房屋后墙处，滑坡运动指标还未达到预警指标，滑坡的剩余推力就已造成房屋墙体损坏，这种情况就会造成监测设备无法及时发出预警信息，同时以往针对滑坡变形破坏的监测装置，如若想监测整个滑坡体变化趋势，需要布设多台设备，会造成施工量大，且成本提高。

技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于超声波测距的房后切坡型滑坡监测预警系统，利用超声波测距实现对切坡型滑坡整体或局部变形的监测，及时发出预警信息，可提高村级地质灾害自主防灾能力，具有智能化控制、结构简单、安装方便、测量精度高、数据可视化的特点。
5.为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
6.一种基于超声波测距的房后切坡型滑坡监测预警系统，其特征是：包括与房屋后墙固定连接的监控终端，监控终端上设有监测控制装置和测距传感器，测距传感器的测头朝向房屋后端用于监测房后切坡型滑坡，测距传感器与监测控制装置的输入端电连接，房屋上还设有报警终端，监控终端和报警终端之间通过无线通讯连接，监控终端对房屋的切坡型滑坡的距离进行检测，当超过预警阈值时他通过无线通讯控制报警终端发出告警。
7.上述的监控终端包括与房屋固定连接的监控盒体，监测控制装置位于监控盒体内，测距传感器安装在监控盒体表面，监控盒体表面上还安装有显示屏和按键，显示屏和按键与监测控制装置输入端电连接，监测控制装置还与无线发射模块电连接。
8.上述的监控盒体上设有发射天线，发射天线与无线发射模块电连接，监测控制装置输出端与状态及告警指示灯和监控端告警蜂鸣器电连接。
9.上述的报警终端上设有无线接收模块，报警灯和蜂鸣器与无线接收模块的输出端电连接，无线接收模块用于与监控终端进行无线通讯。
10.优选的方案中，上述的报警终端上设有无线接收模块，接收天线与无线接收模块电连接，无线接收模块与报警终端控制模块电连接，报警终端控制模块与报警终端显示屏电连接，报警终端控制模块输出端与报警灯和蜂鸣器电连接。
11.上述的房屋上设有电源模块，电源模块包括柔性太阳能板、太阳能控制器和锂电池，电源模块与监控终端和报警终端电连接向两者提供电源，太阳能控制器用于控制所述柔性太阳能板为所述锂电池充电。
12.上述的房屋后端的切坡型滑坡下端设有切坡，测距传感器测头正对于切坡。
13.上述的测距传感器采用超声波测距传感器。
14.本实用新型提供的一种基于超声波测距的房后切坡型滑坡监测预警系统，通过测距传感器用于监测房后切坡型滑坡与房屋之间的距离，并通过数字放大器转换成数字信号后发送至监测控制装置，监测控制装置通过建监测到的距离值根据预设的阈值或者发展趋势进行比较，如果比较结果认为发生危险，通过无线通讯向报警终端发出声音和光电告警控制信号，提醒危险。实现了智能化控制，且结构简单、安装方便，可提高村级地质灾害自主防灾能力；采用超声波测距传感器监测房屋与滑坡之间的距离数据，监测精度高；显示屏上实时显示房屋与滑坡之间的测量距离值和预警阈值，数据可视化。
附图说明
15.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
16.图1为本实用新型的系统结构示意图；
17.图2为监控终端的结构示意图；
18.图3为报警终端的结构示意图；
19.图4为监控终端的电气原理图；
20.图5为优选的报警终端的电气原理图；
21.图6为检测预警系统结构框图。
22.图中：监控终端1、监测控制装置101、测距传感器102、显示屏103、按键104、无线发射模块105、发射天线106、状态及告警指示灯107、监控端告警蜂鸣器108、监控盒体109、报警终端2、报警灯201、蜂鸣器202、无线接收模块203、报警终端显示屏204、报警终端控制模块205、接收天线206、电源模块3、柔性太阳能板301、太阳能控制器302、锂电池303、房屋4、切坡5。
具体实施方式
23.如图1-图6中所示，一种基于超声波测距的房后切坡型滑坡监测预警系统，其特征是：包括与房屋4后墙固定连接的监控终端1，监控终端1上设有监测控制装置101和测距传感器102，测距传感器102的测头朝向房屋4后端用于监测房后切坡型滑坡，测距传感器102与监测控制装置101的输入端电连接，房屋4上还设有报警终端2，监控终端1和报警终端2之
间通过无线通讯连接，监控终端1对房屋4的切坡型滑坡的距离进行检测，当超过预警阈值时他通过无线通讯控制报警终端2发出告警。
24.测距传感器102用于监测房后切坡型滑坡与房屋4之间的距离，并通过数字放大器转换成数字信号后发送至监测控制装置101，监测控制装置101通过建监测到的距离值根据预设的阈值或者发展趋势进行比较，如果比较结果认为发生危险，通过无线通讯向报警终端2发出声音和光电告警控制信号，提醒危险。
25.上述的监控终端1包括与房屋4固定连接的监控盒体109，监测控制装置101位于监控盒体109内，测距传感器102安装在监控盒体109表面，监控盒体109表面上还安装有显示屏103和按键104，显示屏103和按键104与监测控制装置101输入端电连接，监测控制装置101还与无线发射模块105电连接。
26.按键104用于对距离的预设值或者滑坡的发展趋势参数预设值进行设定，并在设置参数时通过显示屏103对设置的值进行显示，在装置运行阶段，显示屏103可用来显示当前检测的切坡型滑坡的底端切坡5与房屋4的距离，无线发射模块105与监测控制装置101通讯并将监测控制装置101的控制信号通过发射天线106通过无线通讯发送至报警终端2。
27.上述的监控盒体109上设有发射天线106，发射天线106与无线发射模块105电连接，监测控制装置101输出端与状态及告警指示灯107和监控端告警蜂鸣器108电连接。
28.当监测控制装置101判定发生危险时，在监控终端1处可以通过状态及告警指示灯107发出光电告警，通过监控端告警蜂鸣器108发出声音告警，提醒附近人员注意。
29.上述的监测控制装置101采用市售的单片机msp430f147ipmr，无线发射模块105为蓝牙无线通讯，采用市售的nrf52810-qfaa-r蓝牙通讯芯片。
30.如图6中所示，上述的报警终端2上设有无线接收模块203，报警灯201和蜂鸣器202与无线接收模块203的输出端电连接，无线接收模块203用于与监控终端1进行无线通讯。
31.无线接收模块203接收无线发射模块105发射得到无线控制信号，并控制报警灯201和蜂鸣器202发出声光报警提醒周围人员注意危险。
32.优选的方案如图5中所示，上述的报警终端2上设有无线接收模块203，接收天线206与无线接收模块203电连接，无线接收模块203与报警终端控制模块205电连接，报警终端控制模块205与报警终端显示屏204电连接，报警终端控制模块205输出端与报警灯201和蜂鸣器202电连接。
33.通过在报警终端2上设置报警终端控制模块205和报警终端显示屏204，监控终端1除了可以将声光报警控制信号发送至报警终端2处外，还可以将检测的切坡5当前距离发送至无线接收模块203并显示在报警终端显示屏204，在没有危险时可以将检测的数值显示方便人们查看。
34.上述的房屋4上设有电源模块3，电源模块3包括柔性太阳能板301、太阳能控制器302和锂电池303，电源模块3与监控终端1和报警终端2电连接向两者提供电源，太阳能控制器用于控制所述柔性太阳能板为所述锂电池充电。
35.上述的房屋4后端的切坡型滑坡下端设有切坡5，测距传感器102测头正对于切坡5。
36.上述的测距传感器102采用超声波测距传感器。

技术特征：

1.一种基于超声波测距的房后切坡型滑坡监测预警系统，其特征是：包括与房屋（4）后墙固定连接的监控终端（1），监控终端（1）上设有监测控制装置（101）和测距传感器（102），测距传感器（102）的测头朝向房屋（4）后端用于监测房后切坡型滑坡，测距传感器（102）与监测控制装置（101）的输入端电连接，房屋（4）上还设有报警终端（2），监控终端（1）和报警终端（2）之间通过无线通讯连接，监控终端（1）对房屋（4）的切坡型滑坡的距离进行检测，当超过预警阈值时他通过无线通讯控制报警终端（2）发出告警。2.根据权利要求1所述的一种基于超声波测距的房后切坡型滑坡监测预警系统，其特征在于，所述的监控终端（1）包括与房屋（4）固定连接的监控盒体（109），监测控制装置（101）位于监控盒体（109）内，测距传感器（102）安装在监控盒体（109）表面，监控盒体（109）表面上还安装有显示屏（103）和按键（104），显示屏（103）和按键（104）与监测控制装置（101）输入端电连接，监测控制装置（101）还与无线发射模块（105）电连接。3.根据权利要求2所述的一种基于超声波测距的房后切坡型滑坡监测预警系统，其特征在于，所述的监控盒体（109）上设有发射天线（106），发射天线（106）与无线发射模块（105）电连接，监测控制装置（101）输出端与状态及告警指示灯（107）和监控端告警蜂鸣器（108）电连接。4.根据权利要求3所述的一种基于超声波测距的房后切坡型滑坡监测预警系统，其特征在于，所述的报警终端（2）上设有无线接收模块（203），报警灯（201）和蜂鸣器（202）与无线接收模块（203）的输出端电连接，无线接收模块（203）用于与监控终端（1）进行无线通讯。5.根据权利要求3所述的一种基于超声波测距的房后切坡型滑坡监测预警系统，其特征在于，所述的报警终端（2）上设有无线接收模块（203），接收天线（206）与无线接收模块（203）电连接，无线接收模块（203）与报警终端控制模块（205）电连接，报警终端控制模块（205）与报警终端显示屏（204）电连接，报警终端控制模块（205）输出端与报警灯（201）和蜂鸣器（202）电连接。6.根据权利要求5所述的一种基于超声波测距的房后切坡型滑坡监测预警系统，其特征在于，所述的房屋（4）上设有电源模块（3），电源模块（3）包括柔性太阳能板（301）、太阳能控制器（302）和锂电池（303），电源模块（3）与监控终端（1）和报警终端（2）电连接向两者提供电源。7.根据权利要求6所述的一种基于超声波测距的房后切坡型滑坡监测预警系统，其特征在于，所述的房屋（4）后端的切坡型滑坡下端设有切坡（5），测距传感器（102）测头正对于切坡（5）。8.根据权利要求7所述的一种基于超声波测距的房后切坡型滑坡监测预警系统，其特征在于，所述的测距传感器（102）采用超声波测距传感器。

技术总结

一种基于超声波测距的房后切坡型滑坡监测预警系统，包括与房屋后墙固定连接的监控终端，测距传感器的测头朝向房屋后端用于监测房后切坡型滑坡，测距传感器与监测控制装置的输入端电连接，房屋上还设有报警终端，监控终端和报警终端之间通过无线通讯连接。监测控制装置通过建监测到的距离值根据预设的阈值或者发展趋势进行比较，如果比较结果认为发生危险，通过无线通讯向报警终端发出声音和光电告警控制信号，提醒危险。实现了智能化控制，且结构简单、安装方便，可提高村级地质灾害自主防灾能力；采用超声波测距传感器监测房屋与滑坡之间的距离数据，监测精度高；显示屏上实时显示房屋与滑坡之间的测量距离值和预警阈值，数据可视化。据可视化。据可视化。