一种坝岸坍塌检测智能仿真石头制造技术

本实用新型专利技术涉及一种坝岸坍塌检测无线终端设备。一种坝岸坍塌检测智能仿真石头，包括坝岸堤坡倾斜角度传感器、MCU控制模组、编码器、无线发射单元、电源模块以及外包装材料，所述坝岸堤坡倾斜角度传感器输出信号接入MCU控制模组，所述MCU控制模组、编码器和无线发射单元构成主控电路，所述MCU控制模组输出信号通过编码器连接无线发射单元；所述的坝岸堤坡倾斜角度传感器、主控电路以及电源模块通过密封安装盒设置于外包装材料内部构成仿真石头，发射单元的天线露出外包装材料壳体外。采用数字编码调制技术，提高了抗干扰能力；另外，仿真石头本体选用轻型黏土制作，夏天隔热、冬天保温，能有效的延长设备的使用寿命，且不易被发现和遭受人为破坏。

【技术实现步骤摘要】
一种坝岸坍塌检测智能仿真石头
本技术涉及一种坝岸坍塌检测无线终端设备，尤其是涉及一种采用仿真石头造型的坝岸坍塌检测无线智能终端。
技术介绍
防汛抢险中,巡堤查险是一项极为重要的工作，黄河因为其多泥沙特点使得对河道工程坝岸险情监测提出更高要求。为了治理黄河，根据河势修建了许多堤坝来调控水流，预防决堤出险，黄河坝岸出险后在短时间内会迅速变大，早发现早抢险至关重要，为了对重要险工、控导等水利工程进行信息化强监管，需要开发、敷设及时可靠的河道工程坝岸险情监测预警报警系统来提升检测能力。坝岸出险的问题归根结底是护根问题，进言之，根石走失是险工坝岸出险的根本原因，减少根石走失就能减少出险。为及时消除根石走失带来的险情，我们必须对根石走失进行准确、快速预警，及时抢护。河南局有一万多道河道工程，每年的巡坝查险耗费了大量的人力物力，即使这样，难免有漏查漏报的情况，致使小险酿成大险，危及防洪工程安全。从2003年开始，有很多单位进行了河道工程根石坍塌自动化监测试验，尚存在不少问题：有些试验技术上不可行；有些试验虽技术可行，但成本高，不利于推广；有些试验效果尚可，但设备暴露在野外，容易被人为破坏而造成误报漏报。针对传统人工巡堤所存在的不足，研究能充分适应黄河情况的安全监测系统，采用现代化监测设备及自动控制装备，能够实现堤坝坍塌险情的监测和预警预报，及时发现险情上报，可以争取在第一时间抢险避免更大损失，实现汛期水情监测，确保河流安全。并能够减少人力巡检所遇到的问题。而处于源头的终端设备，连接了现场的检测传感器和上游的安全监测系统，其数据接收与传输的及时与可靠性在系统中起着至关重要的作用。以前的无线终端设备，布防于河坝岸边，实时性实地性较差，加之夏天炎热、冬天寒冷，会造成系统不稳定，还有认为的破坏因素，都会造成其使用寿命低，故障率高。
技术实现思路
本技术针对现有技术不足，提出一种坝岸坍塌检测智能仿真石头，采用数字编码调制技术、抗干扰能力强，性能稳定，可靠性高、通信距离远；仿真石头本体选用轻型黏土制作，夏天隔热、冬天保温，能有效的延长设备的使用寿命，而且，仿真石头放置在护坡能与坦石混为一体，不易被发现和遭受人为破坏；进一步的，通过主控电路的可编程定时单元设计，使其具有工作状态自检报时功能，设定可以每周上报一次定时时钟（心跳），表明设备通道、终端设备工作正常，不会因设备故障无法正常工作漏报险情。本技术采用的技术方案：一种坝岸坍塌检测智能仿真石头，包括坝岸堤坡倾斜角度传感器、MCU控制模组、无线发射单元、电源模块以及外包装材料，所述坝岸堤坡倾斜角度传感器输出信号接入MCU控制模组，含有编码器，所述MCU控制模组、编码器和无线发射单元构成主控电路，所述MCU控制模组输出信号通过编码器连接无线发射单元；所述的坝岸堤坡倾斜角度传感器、主控电路以及电源模块设置于一密封安装盒内，通过所述密封安装盒设置于外包装材料内部构成仿真石头，发射单元的天线露出外包装材料壳体外。与主控电路的编码器连接设有可编程时钟单元，所述可编程时钟单元含LCD液晶显示屏以及外设键盘，所述可编程时钟单元的信号输出端连接编码器的电源输入端。所述的可编程时钟单元采用PJ-84-96S；可编程时钟单元PJ-84-96S输出端J1定时输出1秒钟高电平信号，通过电阻R14加到晶体管Q4基极，晶体管Q4的集电极输出端连接场效应管Q5，所述场效应管Q5的源极输出端通过二极管D4连接编码器。所述电源模块包括主控电路供电电源以及可编程时钟单元供电电源，为保证时钟工作的稳定性和准确性，可编程时钟单元采用独立3伏电源供电；主控电路的电源采用碱性积层9伏电池供电。所述的坝岸坍塌检测智能仿真石头，所述岸堤坡倾斜角度传感器由4个单向真空角度传感器组成多角度检测传感器，所述4个单向真空角度传感器并联连接并交叉固定于PCB电路板上，其开关输出节点接线端连接MCU控制模组的I/O接口。所述的坝岸坍塌检测智能仿真石头，编码器采用8路集成电路芯片PT2264,坝岸堤坡倾斜角度传感器输出信号接入MCU控制模组的一组I/O端口，所述MCU控制模组输出信号一路通过二极管D1连接PT2264的电源输入端，一路通过二极管D4连接PT2264的一路数字信号输入端口，所述PT2264的信号输出端口连接无线发射单元。所述的坝岸坍塌检测智能仿真石头，与主控电路的MCU控制模组连接设有水下根石检测传感器，所述水下根石检测传感器包括震动检测传感器、滚动状态检测传感器以及防水保护壳体，所述震动检测传感器、滚动状态检测传感器输出信号通过4芯屏蔽信号线缆从防水保护壳体内引出并连接MCU控制模组的I/O接口。所述水下根石检测传感器是将石头/根石钻φ15mm、深80mm孔，将外面设有防水保护壳体的震动检测传感器、滚动状态检测传感器置入，然后用树脂胶将传感器封牢。技术有益效果：1、本技术坝岸坍塌检测智能仿真石头，采用数字编码调制技术、抗干扰能力强，性能稳定，可靠性高、通信距离远；外包装材料选取轻型黏土，夏天隔热、冬天保温，能有效的延长设备的使用寿命。而且，仿真石头放置在护坡能与坦石混为一体，不易被发现和遭受人为破坏。2、本技术坝岸坍塌检测智能仿真石头，通过主控电路的可编程定时单元设计，使其具有工作状态自检报时功能，设定可以每周上报一次定时时钟（心跳），表明设备通道、终端设备工作正常，不会因设备故障无法正常工作漏报险情。时钟模块PJ-84-96S加入是保证无线终端设备(仿真石头)，定期上传“心跳”，以确定“仿真石头”在正常工作状态，时钟模块设置每周上传一次。3、本技术坝岸坍塌检测智能仿真石头，采用自主研发的角度传感器、震动传感器，实现了传感器角度和震动灵敏度可设定控制，坝体根石水上水下线缆（开路和短路）检测告警。保证了有险必报和预警和告警状态的区别。4、本技术坝岸坍塌检测智能仿真石头，外形采用彩色轻型粘土制作，该材料可塑性强，颜色外形能有效融合不同场景，具有隔热保温、防水防潮，可有效避免设备内部结露损坏电路板。整机采用模块化设计，灌胶密封防水防潮，保证在不同环境下可靠稳定工作。5、本技术坝岸坍塌检测智能仿真石头，制作成本相对低廉，损失补缺和大规模布放安装造价成本低。智能仿真石头布放方便快捷，应急防控监测反应速度快。可推广应用在山体滑坡以及存在安全隐患的场所。6、本技术坝岸坍塌检测智能仿真石头，电源供电系统为了保证“仿真石头”长时间稳定工作和足够发射功率，主控部分采用碱性积层9伏电池供电。可编程定时器采用独立3伏电源供电，以保证时钟工作的稳定性和准确性。整机功耗小，静态（待机）工作电流3.1μA≤5.1μA；发射状态（报警时长1.5秒）50mA，电池约用10个月以上。附图说明图1为本技术坝岸坍塌检测智能仿真石头电路构成方框图；图2为本技术坝岸坍塌检测智能仿真石头电路主控电路原理图；图3为倾斜角度检测传感器结构示意图；图4为坝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种坝岸坍塌检测智能仿真石头，包括坝岸堤坡倾斜角度传感器、MCU控制模组、无线发射单元、电源模块以及外包装材料，所述坝岸堤坡倾斜角度传感器输出信号接入MCU控制模组，其特征在于：含有编码器，所述MCU控制模组、编码器和无线发射单元构成主控电路，所述MCU控制模组输出信号通过编码器连接无线发射单元；所述的坝岸堤坡倾斜角度传感器、主控电路以及电源模块设置于一密封安装盒内，通过所述密封安装盒设置于外包装材料内部构成仿真石头，发射单元的天线露出外包装材料壳体外。/n

【技术特征摘要】
1.一种坝岸坍塌检测智能仿真石头，包括坝岸堤坡倾斜角度传感器、MCU控制模组、无线发射单元、电源模块以及外包装材料，所述坝岸堤坡倾斜角度传感器输出信号接入MCU控制模组，其特征在于：含有编码器，所述MCU控制模组、编码器和无线发射单元构成主控电路，所述MCU控制模组输出信号通过编码器连接无线发射单元；所述的坝岸堤坡倾斜角度传感器、主控电路以及电源模块设置于一密封安装盒内，通过所述密封安装盒设置于外包装材料内部构成仿真石头，发射单元的天线露出外包装材料壳体外。


2.根据权利要求1所述的坝岸坍塌检测智能仿真石头，其特征在于：与主控电路的编码器连接设有可编程时钟单元，所述可编程时钟单元含LCD液晶显示屏以及外设键盘，所述可编程时钟单元的信号输出端连接编码器的电源输入端。


3.根据权利要求2所述的坝岸坍塌检测智能仿真石头，其特征在于：可编程时钟单元采用PJ-84-96S；可编程时钟单元PJ-84-96S输出端J1定时输出1秒钟高电平信号，通过电阻R14加到晶体管Q4基极，晶体管Q4的集电极输出端连接场效应管Q5，所述场效应管Q5的源极输出端通过二极管D4连接编码器。


4.根据权利要求2或3所述的坝岸坍塌检测智能仿真石头，其特征在于：所述电源模块包括主控电路供电电源以及可编程时钟单元供电电源，可编程时钟单元采用独立3伏电源供电；主控电路的电源采用碱性积层9伏电池供电。


5.根据权利要求4所述的坝岸坍塌检测智能仿真石头，其特征在于：所述岸堤坡倾斜角度传感器由4个单向真空角度传感器组...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔峰，王玉晓，王琴，葛玮，王越洋，衡高峰，赵颖，朱煜，李志鹏，赵晓娜，
申请(专利权)人：河南黄河河务局信息中心，
类型：新型
国别省市：河南;41