一种基于北斗卫星的地质灾害监测系统[实用新型专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202020301595.5
(22)申请日 2020.03.12
(73)专利权人 兰州交通大学
地址 730000 甘肃省兰州市安宁区安宁西
路118号
专利权人 赛尔网络有限公司
(72)发明人 火久元　王俊铭　牟林　刘梦　
米晏殊　穆聪　巨涛　
(74)专利代理机构 北京超凡宏宇专利代理事务
所(特殊普通合伙) 11463
代理人 安卫静
(51)Int.Cl.
G08B 21/10(2006.01)
G08B 7/06(2006.01)
G08B 25/00(2006.01)
G01D 21/02(2006.01)G01S 19/14(2010.01)
(54)实用新型名称
一种基于北斗卫星的地质灾害监测系统
(57)摘要
本实用新型提供了一种基于北斗卫星的地
质灾害监测系统，主要涉及地质灾害监测技术领
域。

该监测系统包括：电源、监测模块、通信模块、
服务器；其中，监测模块包括：北斗定位器、多种
监测传感器和处理器，其中，北斗定位器、各监测
传感器均与处理器连接；处理器通过通信模块与
服务器通信连接；电源与处理器连接。

通过将监
测传感器与处理器连接，并使处理器与通信模块
连接，达到了孕灾区域的地质灾害信息的自动化
监测、分析以及传输，解决了现有的地质灾害监
测方法存在的自动化程度低的问题，提高了地质
灾害监测的实时性。

权利要求书1页 说明书5页 附图3页CN 212084334 U 2020.12.04
C N 212084334
U
1.一种基于北斗卫星的地质灾害监测系统，其特征在于，包括：电源、监测模块、通信模块、服务器；
其中，所述监测模块包括：北斗定位器、多种监测传感器和处理器，其中，所述北斗定位器、各所述监测传感器均与所述处理器连接；
所述处理器通过所述通信模块与所述服务器通信连接；
所述电源与所述处理器连接；
其中，所述通信模块包括北斗通信模块和窄带物联网NB -IOT模块；
所述系统还包括：终端；
所述终端与所述服务器通信连接。

2.根据权利要求1所述的基于北斗卫星的地质灾害监测系统，其特征在于，多种所述监测传感器包括：温湿度传感器、姿态传感器、气压计、倾斜传感器、振动传感器、雨量传感器中的任意组合。

3.根据权利要求1所述的基于北斗卫星的地质灾害监测系统，其特征在于，还包括：避雷设备；
所述避雷设备与所述监测模块的外壳连接。

4.根据权利要求1所述的基于北斗卫星的地质灾害监测系统，其特征在于，所述监测模块还包括：摄像头，所述摄像头与所述处理器连接。

5.根据权利要求1所述的基于北斗卫星的地质灾害监测系统，其特征在于，还包括：报警器；
所述处理器与所述报警器连接。

6.根据权利要求5所述的基于北斗卫星的地质灾害监测系统，其特征在于，所述报警器包括：蜂鸣器和/或警示灯。

7.根据权利要求5或6所述的基于北斗卫星的地质灾害监测系统，其特征在于，所述处理器与所述报警器通信连接。

8.根据权利要求1所述的基于北斗卫星的地质灾害监测系统，其特征在于所述电源包括太阳能电池和/或蓄电池。

权　利　要　求　书1/1页CN 212084334 U
一种基于北斗卫星的地质灾害监测系统
技术领域
[0001]本实用新型实施例涉及地质灾害监测技术领域，具体而言，尤其涉及一种基于北斗卫星的地质灾害监测系统。

背景技术
[0002]我国是一个地理环境复杂，地质灾害多发的国土大国。

近年来，因滑坡，崩塌，泥石流，地表沉降等灾害造成了巨大的人员伤亡和财产损失，因此需要一种有效的崩滑流灾害监测手段来对孕灾区域的地质灾害隐患实施探测与监控。

[0003]目前国内外对滑坡等地质灾害的监测主要采用宏观地质观测法，简易观测法，设站观测法，仪表观测法及自动遥测法等方法，此类方法普遍存在的问题是需要人工定期到现场进行数据采集，使得自然灾害的监测缺乏实时性。

实用新型内容
[0004]为了克服现有技术中的上述不足，本实用新型提供一种基于北斗卫星的地质灾害监测系统，解决了现有的地质灾害监测方法存在的自动化程度低的技术问题，提高了地质灾害监测的实时性。

[0005]本实用新型提供一种基于北斗卫星的地质灾害监测系统，包括：电源、监测模块、通信模块、服务器；
[0006]其中，监测模块包括：北斗定位器、多种监测传感器和处理器，其中，北斗定位器、各监测传感器均与处理器连接；
[0007]处理器通过通信模块与服务器通信连接；
[0008]电源与处理器连接。

[0009]可选地，多种监测传感器包括：温湿度传感器、姿态传感器、气压计、倾斜传感器、振动传感器、雨量传感器中的一种或任意组合。

[0010]可选地，该系统还包括：避雷设备；
[0011]避雷设备与监测模块的外壳连接。

[0012]可选地，监测模块还包括：摄像头，摄像头与处理器连接。

[0013]可选地，该系统还包括：报警器；
[0014]处理器与报警器连接。

[0015]可选地，报警器包括：蜂鸣器和/或警示灯。

[0016]可选地，处理器与报警器通信连接。

[0017]可选地，电源包括太阳能电池和/或蓄电池。

[0018]可选地，通信模块包括北斗通信模块和/或窄带物联网NB-IOT模块。

[0019]可选地，该系统还包括：终端；
[0020]终端与服务器通信连接。

[0021]本实用新型提供的一种基于北斗卫星的地质灾害监测系统，包括：电源、监测模
块、通信模块、服务器；其中，监测模块包括：北斗定位器、多种监测传感器和处理器，其中，北斗定位器、各监测传感器均与处理器连接；处理器通过通信模块与服务器通信连接；电源与处理器连接。

通过将监测传感器与处理器连接，并使处理器与通信模块连接，实现了地质灾害监测中数据的自动化采集和传输，提高了地质灾害监测的实时性。

附图说明
[0022]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

[0023]图1为本实用新型一实施例提供的基于北斗卫星的地质灾害监测系统；
[0024]图2为本实用新型另一实施例提供的基于北斗卫星的地质灾害监测系统；[0025]图3为本实用新型另一实施例提供的基于北斗卫星的地质灾害监测系统；[0026]图4为本实用新型另一实施例提供的基于北斗卫星的地质灾害监测系统；[0027]图5为本实用新型另一实施例提供的基于北斗卫星的地质灾害监测系统；[0028]图6为本实用新型另一实施例提供的基于北斗卫星的地质灾害监测系统；[0029]图7为本实用新型一实施例提供的基于北斗卫星的地质灾害监测系统总体场景示意图。

具体实施方式
[0030]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

[0031]因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。

基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

[0032]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

[0033]图1为本实用新型一实施例提供的基于北斗卫星的地质灾害监测系统，如图1所示，该基于北斗卫星的地质灾害监测系统，包括：电源201、监测模块202、通信模块203、服务器204。

[0034]其中，监测模块202包括：北斗定位器205、多种监测传感器206和处理器207，其中，北斗定位器205、各监测传感器206均与处理器207连接。

[0035]处理器207通过通信模块203与服务器204通信连接。

[0036]电源201与处理器207连接，用于对整个监测模块202供电。

[0037]需要说明的是，在本实用新型实施例中，上述北斗定位器205连接有一个卫星天线，通过卫星天线连接北斗卫星以达到北斗定位器205对孕灾位置的准确定位。

[0038]可选地，上述处理器207可以采用树莓派3B+做为主处理器。

具体地，树莓派3B+是一款基于ARM的微型电脑主板，CPU使用1.4GHz的64位四核处理器，还配有2.4GHz/5GHz双频Wifi和千兆以太网与USB接口。

通过将树莓派与各监测传感器206进行连接，使得树莓派将各监测传感器206传回的数据取回，并对取回的数据进行分析处理，达到对孕灾区域的监控。

[0039]需要说明的是，在具体实现过程中，可以由北斗定位器205确定出孕灾区域的位置，然后由各个监测传感器206将监测到的自外界的各种信号转换成电信号的数据形式传递到处理器207，处理器207会对获取到的数据进行打包以及分析处理。

进一步地，当处理器207在对数据分析时发现某些数据的值不符合预先定义的该数据的阈值时，处理器207可以生成提示信息或控制其他提醒设备发出提醒信息。

[0040]另外，通过通信模块203将服务器204与处理器207连接，还可以将处理器207打包好的数据利用通信模块203输出到服务器204，监测人员通过获取服务器204上的数据还可以远程监控孕灾区域当地的灾害信息。

[0041]本实用新型提供的一种基于北斗卫星的地质灾害监测系统，包括：电源201、监测模块202、通信模块203、服务器204；其中，监测模块202包括：北斗定位器205、多种监测传感器206和处理器207，其中，北斗定位器205、各监测传感器206均与处理器207连接；处理器207通过通信模块203与服务器204通信连接；电源201与处理器207连接。

通过将监测传感器206与处理器207连接，并使处理器207与通信模块203连接，实现了可以通过监测模块202完成地质灾害信息的自动化监测，并通过北斗定位器进行定位，进而把相关信息传输给服务器，实现了地质灾害监测方法的自动化，提高了地质灾害监测的效率和实时性。

[0042]可选地，在本实用新型实施例中，所述监测传感器206可以包括：温湿度传感器、姿态传感器、气压计、倾斜传感器、振动传感器、雨量传感器中的一种或任意组合。

[0043]上述各种传感器可以根据需要部署在对应的位置采集环境数据，以便于后续判断是否发生灾害。

[0044]示例性地，灾害的监测过程一般如下：在本实用新型实施例中，以温湿度传感器为例，温湿度传感器采集获取到孕灾区域的温湿度信息后，传递到处理器207上，处理器207会对获取到的温湿度信息进行分析以及后续的打包处理。

其中，当处理器207在对温湿度信息分析时，如果发现该获取的温度信息或湿度信息不符合对应的预设阈值时，处理器207可以生成提示信息。

[0045]可选地，在本实用新型实施例中，上述温湿度传感器、姿态传感器、气压计、倾斜传感器、振动传感器、雨量传感器可以都连接在同一个处理器207，也可以分别连接在不同的处理器上，具体的处理器数量根据监测要求确定，本实施例对此不做具体限制。

[0046]图2为本实用新型另一实施例提供的基于北斗卫星的地质灾害监测系统，上述监测模块202可以包括外壳，将其中部件容置在内。

[0047]如图2所示，由于该基于北斗卫星的地质灾害监测系统在野外使用，为了更好地避免野外一些突发情况，例如雷电天气带来的故障，该系统还包括：避雷设备208。

[0048]在本实用新型实施例中，避雷设备208与监测模块202的外壳连接。

[0049]可以理解的是，通过连接避雷设备可以在一定程度上避免雷电对地质灾害监测设备的损伤。

[0050]图3为本实用新型另一实施例提供的基于北斗卫星的地质灾害监测系统，如图3所示，所述监测模块202还包括：摄像头209，摄像头209与处理器207连接。

[0051]在本实用新型实施例中，为了使管理员远程监控孕灾区域，监测系统还连接有摄像头209，并配合mjpg-streamer流转发程序将监控画面传输至服务器204，服务器204可以将监控画面的数据转发到管理人员的终端上，管理员通过查看终端传回的监控画面来判断是否发生了地质灾害。

[0052]图4为本实用新型另一实施例提供的基于北斗卫星的地质灾害监测系统，如图4所示，该基于北斗卫星的地质灾害监测系统，还包括：报警器210。

报警器210可以部署在孕灾区域当地，也可以部署在监控人员所在的位置。

[0053]需要说明的是，在本实用新型实施例中，处理器207与报警器210连接。

[0054]可选地，所述报警器210可以包括：蜂鸣器和/或警示灯。

[0055]在本实用新型实施例中，当各监测传感器206传回到处理器207的数据如果有不符合预先设置的阈值时，处理器207可以控制报警器210进行报警，具体可以是控制蜂鸣器发生警报声、控制警示灯闪烁等。

[0056]另一实现方式中，处理器207与报警器210可以通信连接，例如通过各种类型的通信网络连接。

[0057]可选地，本实用新型实施例中的报警器210与处理器207还可以通过全球移动通信系统，GSM模块连接，当处理器207需要发出报警信号时，处理器207可以通过GSM模块向监控室的管理员手机上发出报警信息，当然除了GSM也可以采用其他通信方式，在此不做限制。

[0058]需要说明的是，在本实用新型实施例中，电源201包括太阳能电池和/或蓄电池。

也即可以由一种或多种电源进行供电。

[0059]可选地，在本实用新型实施例中，地质灾害监测系统采用太阳能电池组和蓄电池组合供电的方式，一方面天气好的时候采用太阳能电池更加环保、也节约蓄电池的能量；另一方面，当遇到连续的阴雨天气，太阳能电池组无法正常供电时，蓄电池仍然能保证地质灾害监测系统正常工作。

[0060]图5为本实用新型另一实施例提供的基于北斗卫星的地质灾害监测系统，如图5所示，在本实用新型实施例中，上述通信模块203可以包括北斗通信模块211和/或窄带物联网NB-IOT模块212。

[0061]可选地，在本实用新型实施例中，北斗定位器205可以选择L76X GPS HAT实现定位功能，L76X GPS HAT是一款具有全球导航卫星系统功能的树莓派扩展板，支持GPS，BD2和QZSS等定位系统，其通信协议为NMEA 0183/PMTK，定位精度<2.5mCEP，信号频段为：GPS L1 (1575.42Mhz)BD2 B1(1561.098MHz)C/A Code。

[0062]另外，在本实用新型实施例中，北斗通信模块211和/或窄带物联网NB-IOT模块212可以只选其一或者两个都在，同时采用两套通信模块时，可以分别利用北斗短报文通信和MQTT协议通信方式将处理器207的数据传输到服务器204上，进而实现通信保障。

[0063]图6为本实用新型另一实施例提供的基于北斗卫星的地质灾害监测系统，如图6所示，该基于北斗卫星的地质灾害监测系统，还包括：终端213。

该终端213可以是手机、计算机、平板电脑等设备，本实施例不作限制。

[0064]具体地，终端213与服务器204通信连接。

[0065]需要说明的是，通过将服务器204的数据传输给终端213，可以使得监控室的监测人员通过终端213界面上显示的数据，实时查看孕灾区域数据信息，达到实时监控的效果。

[0066]图7为本实用新型一实施例提供的基于北斗卫星的地质灾害监测系统场景示意图。

如图7所示，基于北斗卫星的地质灾害监测系统具体部署时，可以包括上述基于北斗卫星的地质灾害监测系统、以及北斗卫星，以对自然灾害地点进行定位。

[0067]通过上述北斗卫星可以与上述系统中的北斗定位器205通信，传输北斗定位信息，以便于监测模块202对孕灾位置准确定位。

电源201为处理器207供电，由于各监测传感器206、摄像头209、报警器210均与处理器207连接，因此各监测传感器206、摄像头209、报警器210均带电。

在监测模块202的外壳上还连接有避雷设备208，当遭遇雷电天气的时候，避雷设备208可以防止雷电对监测模块的损坏。

各监测传感器206可以获取孕灾当地的自然信息，以转化为电信号的数据形式，传输给处理器207，处理器207会将获取的数据进行分析处理及打包，在数据分析过程中如果发现获取的数据不符合对应的预设阈值时，处理器207会控制报警器210在孕灾当地进行报警。

通过在处理器207上连接摄像头209还可以对孕灾地的图像信息进行采集。

最终通过通信模块203将采集到的图像信息以及各监测传感器206获取的数据传输到服务器204。

服务器204再将上述图像信息以及数据以无线通信的方式传输到终端213。

管理员通过查看终端213上的图像信息以及数据可以实时监控孕灾地当地的灾害情况。

[0068]需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0069]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。

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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

图1
图2
图3
图4
图5
图6
图7。