无线低功耗崩塌计及其使用方法与设计方案

本技术涉及响应灾难事件的报警器领域，具体为一种无线低功耗崩塌计及其使用方法。一种无线低功耗崩塌计，包括机壳(1)，其特征是：还包括崩塌监控器(2)，崩塌监控器(2)设于机壳(1)内，崩塌监控器(2)包括加速度传感器(201)、低功耗可配置比较器(202)、模数转换器(203)、微控制单元(204)、实时时钟(205)、低功耗蓝牙元件(206)、LoRa/NB IoT远程通讯模块(207)、金属氧化物半导体场效应管(208)、电源管理系统(209)、电池(210)和开关(211)。一种无线低功耗崩塌计的使用方法，其特征是：包括如下步骤：安装、待机、监控、报警。本技术低功耗，适应性强，监测可靠。

权利要求书

1.一种无线低功耗崩塌计，包括机壳(1)，机壳(1)通过两侧的安装孔固定在被测岩石上，其特征是：还包括崩塌监控器(2)，崩塌监控器(2)设于机壳(1)内，

崩塌监控器(2)包括加速度传感器(201)、低功耗可配置比较器(202)、模数转换器(203)、微控制单元(204)、实时时钟(205)、(206)、LoRa/NB-IoT远程通讯模块(207)、金属氧化物半导体场效应管(208)、电源管理系统(209)、电池(210)和开关(211)，

加速度传感器(201)的模拟信号输出端通过信号线分别连接低功耗可配置比较器(202)的信号输入端和模数转换器(203)的模拟信号输入端，模数转换器(203)的数字信号输出端通过信号线连接微控制单元(204)，微控制单元(204)还通过信号线分别连接低功耗可配置比较器(202)、实时时钟(205)、低功耗蓝牙元件(206)和LoRa/NB-IoT远程通讯模块(207)，一个金属氧化物半导体场效应管(208)通过信号线连接模数转换器(203)，另一个金属氧化物半导体场效应管(208)通过信号线连接LoRa/NB-IoT远程通讯模块(207)，电源管理系统(209)通过信号线分别连接加速度传感器(201)、低功耗可配置比较器(202)、微控制单元(204)和金属氧化物半导体场效应管(208)，电池(210)通过串联了开关(211)的导线连接电源管理系统(209)。

2.如权利要求1所述的无线低功耗崩塌计，其特征是：机壳(1)包括腔体(11)和上罩(12)，腔体(11)外部的底部为敞口向下的凹槽，腔体(11)两侧的底部设有安装孔，腔体(11)的一个侧面上设有透明的观察窗，开关(211)设于腔体(11)上；上罩(12)盖在腔体(11)的敞口处，上罩(12)和腔体(11)之间衬有密封圈，上罩(12)选用盖板或罩壳；电池(210)选用锂-亚硫酰氯电池。

3.如权利要求1或2所述的无线低功耗崩塌计的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：

i.在被测岩石上找到相对平整的一个安装面，安装面尺寸不小于120mm×55mm；

ii.将机壳(1)放在所述安装面上，使机壳(1)外部的底部贴合在所述安装面上，用记号笔穿过机壳(1)两侧的安装孔，在被测岩石上做好记号标记；

iii.使用8mm的钻头，在被测岩石上钻孔，深度不小于40mm；

iv.使用两颗M5膨胀螺丝，先将机壳(1)固定在被测岩石上；

v.打开机壳(1)，闭合开关(211)，此时电源管理系统(209)的指示灯亮起10秒后再熄灭，崩塌监控器(2)进入待机状态；

vi.使用智能移动终端，通过低功耗蓝牙元件(206)唤醒崩塌监控器(2)，此时电源管理系统(209)的指示灯常亮，进入待配置状态；

vii.用智能移动终端读取崩塌监控器(2)三个方向的加速度数据，观察数据稳定性；

viii.在数据稳定后，记录初值，微控制单元(204)自动对三个方向加速度进行稳定性判断，若在1分钟内的波动小于预设阈值则通过自检，微控制单元(204)自动记录1分钟内三个方向加速度的平均值作为初始值a0；

ix.用户通过所述智能移动终端设置三个方向加速度波动报警阈值at、LoRa网关编号或服务器地址、正常上传时间间隔与加密上传时间间隔；

x.微控制单元(204)根据设置的阈值转换为绝对的电压量并配置低功耗可配置比较器(202)；同时根据周期上传时间配置实时时钟(205)的中断设置；

xi.所述移动智能终端完成操作后，电源管理系统(209)的指示灯熄灭，崩塌监控器(2)进入待机模式；

xii.在所述被测岩石加速度未超过阈值的情况下，微控制单元(204)处于待机模式，并且关断模数转换器(203)和LoRa/NB-IoT远程通讯模块(207)的供电，此时崩塌监控器(2)只有加速度传感器(201)、低功耗可配置比较器(202)和实时时钟(205)处于工作模式，崩塌监控器(2)的总体功耗小于50μA；

xiii.当到周期上传时间时，实时时钟(205)产生中断信号唤醒微控制单元(204)，微控制单元(204)收到中断信号后控制电源管理系统(209)向模数转换器(203)上电以进行一次加速度值的采集，然后控制电源管理系统(209)向LoRa/NB-IoT远程通讯模块(207)上电，将加速度值的数据发送至基站并最终汇总到监测云平台；

xiv.若崩塌监控器(2)待机时，加速度值a发生如下两种情况之一时，a>a0+at或a

xv.监测云平台收到加密后的加速度数据后发出对应预警信息。

4.如权利要求3所述的无线低功耗崩塌计的使用方法，其特征是：

步骤viii时，预设阈值设为50μg，g指重力加速度；

步骤ix时，加速度波动报警阈值at设为1mg，g指重力加速度；

正常上传间隔设为1小时一次，加密上传时间间隔设为1分钟1次。

5.如权利要求4所述的无线低功耗崩塌计的使用方法，其特征是：

步骤ix时，用户以当前值作为初始值远程重置初始值或修改阈值，或者用户在平台上人工消警后，系统远程重置初始值。

技术说明书

无线低功耗崩塌计及其使用方法

技术领域

本技术涉及响应灾难事件的报警器领域，具体为一种无线低功耗崩塌计及其使用方法。

背景技术

岩质山坡在发生地质灾害时，常伴有岩体崩塌情况，滚落的岩石往往造成房屋损毁与人员安全事故。因此，实时监测岩体状态，并发布崩塌预警信息，对防灾减灾具有重要意义。现有的崩塌预警方法主要分为人工现场勘测与自动化监测两种方式。人工监测的方法实时性不强，而且准确性受人员经验限制较高；自动化监测中的普遍方式，在岩体上安装加速度传感