專利名稱：激光多點位移監(jiān)測儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及地質災害監(jiān)測預警技術領域，特別是涉及一種激光多點位移監(jiān)測 儀。
背景技術：
目前各種地質災害在我國發(fā)生的比較普遍，因此就需要提高針對各種地質災害的 群測群防監(jiān)測預警技術。監(jiān)測預警技術總體上主要分為人工巡視巡查監(jiān)測和專業(yè)監(jiān)測兩個 方面，人工巡視巡查監(jiān)測主要包括埋樁法、埋釘法、上漆法、貼片法等方法。目前，我國對地質災害的監(jiān)測預警主要采用人工巡視巡查監(jiān)測，自1998年以來， 全國共成功避讓地質災害2700多起，及時轉移了幾百萬人，起了應有的作用，但是它也存 在著很大的不足，一方面，人工巡視巡查監(jiān)測報警技術方法比較落后，在惡劣天氣和復雜氣 象條件下可能會錯失災害預報機會，造成很大隱患；另一方面，巡視巡查的人員身在現(xiàn)場， 生命本身就有很大危險，并且發(fā)現(xiàn)險情也不能及時通知災區(qū)居民。因此，就需要一種專門的 監(jiān)測儀器來專業(yè)監(jiān)測地質災害，來解決人工巡視巡查的不足，從而可以取得相應的各種數(shù) 據(jù)，作為檢測地質災害體的變化、為預警、防治、治理提供可靠的依據(jù)。

實用新型內容本實用新型的目的就是提供一種激光多點位移監(jiān)測儀，能夠實現(xiàn)地質災害的監(jiān)測 預警的專業(yè)監(jiān)測。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種激光多點位移監(jiān)測儀，包括控制主機、外 置測試系統(tǒng)和供電系統(tǒng)，其中，所述控制主機包括控制處理器、顯示器、輸入裝置和存儲裝置；所述外置測試系統(tǒng)包括云臺機、激光傳感器和設置在云臺機內部的采集板電路；所述外置測試系統(tǒng)接收所述控制主機的命令，所述激光傳感器根據(jù)預設的多個測 量點進行數(shù)據(jù)測量，并將測量數(shù)據(jù)傳送至所述控制主機，所述控制主機對接收到的數(shù)據(jù)進 行存儲與處理。因此，本實用新型使用上述結構激光多點位移監(jiān)測儀，實現(xiàn)了地質災害的監(jiān)測預 警的專業(yè)監(jiān)測。下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
圖1為本實用新型所提供的激光多點位移監(jiān)測儀的結構示意圖；圖2為本實用新型所提供的激光多點位移監(jiān)測儀的實施例中控制主機的電路結 構示意圖；圖3為本實用新型所提供的激光多點位移監(jiān)測儀的實施例中采集板電路的結構 示意圖；[0014]圖4為本實用新型所提供的激光多點位移監(jiān)測儀的實施例中太陽能電池板供電 系統(tǒng)的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實 施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所 獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。實施例本實用新型提供了一種激光多點位移監(jiān)測儀，參見圖1所示，該監(jiān)測儀主要包括 控制主機100、外置測試系統(tǒng)200和供電系統(tǒng)300，控制主機100具體包括控制處理器、顯示器、輸入裝置和存儲裝置。外置測試系統(tǒng)200具體包括云臺機、激光傳感器和采集板電路；外置測試系統(tǒng)200接收所述控制主機100的命令，激光傳感器根據(jù)預設的多個測 量點進行位移數(shù)據(jù)測量，并將測量數(shù)據(jù)傳送至控制主機100，控制主機100對接收到的數(shù)據(jù) 進行存儲與處理。控制主機100通過連接接口接收測量數(shù)據(jù)，對接收到的數(shù)據(jù)存儲到存儲裝置中， 同時，存儲的數(shù)據(jù)到控制處理器上進行處理，為地質災害的預警和治理提供基本數(shù)據(jù)，并且 現(xiàn)場的即時數(shù)據(jù)顯示在顯示器上?，F(xiàn)場工作人員通過輸入裝置輸入多個預設點的報警值，
數(shù)據(jù)保存在控制主機中并與每次測量值相比較，超出預定報警值時，輸出導通信號達到報
m 目。本實用新型所提供的激光多點位移監(jiān)測儀，外置測試系統(tǒng)接到控制主機的命令 后，云臺轉到設定的多個測量點，激光傳感器對各個測量點的位移進行測量并將測量的位 移數(shù)據(jù)傳到控制主機，控制主機對所接收的數(shù)據(jù)進行存儲，同時與預設的各測量點的報警 值進行比較，做出相應的處理。本實用新型所提供的激光多點位移監(jiān)測儀，使用激光測距， 通過預先設定多個測量點，每天自動定時測量并完成數(shù)據(jù)的保存，方便指導監(jiān)測人員的預 警工作以及指導防治人員的治理工作，有即時設定距離報警功能，實現(xiàn)了全自動化的地質 災害監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集。本實施例中所述供電系統(tǒng)300可以在外部為全套設施提供電源，包括交流供電系 統(tǒng)和太陽能電池板供電系統(tǒng)。供電系統(tǒng)為兩套供電模式，一種模式為采用交流供電系統(tǒng)310，即采用外部交流電 源接口 311和轉換器312進行供電。外部交流電通過轉換器312將交流電轉換成與儀器相 匹配的直流電為全套設施提供電源；另一種模式為太陽能電池板供電系統(tǒng)320，包括太陽 能電池板321和充電設備322。太陽能電池板321利用外部的太陽能通過充電設備322為 全套設施提供電源。當然，本實施例還可采用外部直流電源直接與控制主機進行連接的方式進行供 電，供電系統(tǒng)的供電方式為本領域內常用方法，本申請對此不加以限定。此外，激光傳感器配置有至少一個激光反射板，在測量時，可以用來激光傳感器激 光的反射，從而增大測量距離。激光反射板可以為棱鏡反射板，也可以是反射棱鏡。
5[0027]外置測試系統(tǒng)還設置有支架和防水罩，這可以方便測試系統(tǒng)的安裝并可以對其進 行防水處理，從而保護儀器。本實用新型所公開的激光多點位移監(jiān)測儀，實現(xiàn)了地質災害的監(jiān)測預警的專業(yè)監(jiān) 測。下面結合具體實施例對激光多點位移監(jiān)測儀各個部分的具體組成以及其工作過程進行 詳細說明。(1)控制主機控制主機100具體包括控制處理器、顯示器、輸入裝置和存儲裝置，圖2為本實用 新型所提供的激光多點位移監(jiān)測儀的實施例中控制主機的電路結構示意圖，如圖2所示， 所述控制處理器為中央處理器芯片at89s52，負責全套系統(tǒng)的控制，所述輸入裝置包括電平 轉換器件max232和rs232轉rs485模塊，所述存儲裝置包括數(shù)據(jù)存儲芯片at24c256、時鐘 芯片pcf8365和接口芯片pcf8574，所述顯示器為液晶顯示板lcdl28 X 64。所述中央處理器 芯片at89s52的RXD串行接收口和TXD串行發(fā)送口通過轉換器cd4066轉換成一選二通路 的rxd串行接收口和txd串行發(fā)送口與所述外置測試系統(tǒng)相連接，每路的選取由中央處理 器芯片at89s52的p2. 4控制端控制。當p2. 4控制端高電平時，中央處理器芯片at89s52轉 換后的第一個通路rxd串行接收口、txd串行發(fā)送口通過電源板與所述云臺機內部的采集 板電路的中央處理器芯片at2051的txd串行接收口、rxd串行發(fā)送口直連進行數(shù)據(jù)的傳輸。 當p2. 4控制端低電平時，中央處理器芯片at89s52轉換后的另一個通路rxd串行接收口、 txd串行發(fā)送口與U盤連接，把數(shù)據(jù)存儲芯片at24c256內的測量數(shù)據(jù)傳到U盤，U盤存儲的 數(shù)據(jù)到計算機上再進行處理，為地質災害的預警和治理提供基本數(shù)據(jù)，控制主機中的存儲 裝置設置有U盤，位移測量數(shù)據(jù)存儲在該載體內，使用U盤作為存儲載體使得存儲的數(shù)據(jù)量 大，并且成本相對較低，攜帶也方便。所述中央處理器芯片at89s52的pi. 2和pi. 3控制口 與所述外置測試系統(tǒng)相連接，所述中央處理器芯片at89s52的pi. 4、pl. 5控制口，與數(shù)據(jù)存 儲芯片at24c256、時鐘芯片pcf8365、接口芯片pcf8574的仿I2C總線的SDA數(shù)據(jù)傳輸口， SCL時鐘傳輸口連接，所述中央處理器芯片at89s52的p00控制口與p2. 5、p2. 6、p2. 7各控 制口與所述液晶顯示板lcdl28X64連接，以提供現(xiàn)場即時數(shù)據(jù)。中央處理器芯片at89s52 的pi. 6、pl. 7控制口仿單片機的串行通訊口，通過電平轉換器件max232接通報警值輸入接 口，現(xiàn)場工作人員通過計算機輸入128個預設點的報警值，數(shù)據(jù)保存在儀器中并與每次測 量值相比較超出時儀器通過繼電器輸出導通信號達到報警。儀器配置的報警喇叭會給出報 警警示。(2)外置測試系統(tǒng)所述外置測試系統(tǒng)包括云臺機、激光傳感器和設置在云臺機內部的采集板電路， 圖3為本實用新型所提供的激光多點位移監(jiān)測儀的實施例中采集板電路的結構示意圖，如 圖3所示，所述外置測試系統(tǒng)通過RS485接到控制主機的命令后云臺機轉到設定的128個 測量點，激光傳感器完成128個測試點的位移測量，并將測量的位移數(shù)據(jù)通過RS232插座和 RS232插頭傳到所述控制主機上，本實施例中預設的測量點為128個。具體的，所述采集板電路中24v電源經過lm2576t_12p器件變換成12v給所述 激光傳感器提供電源，在經過穩(wěn)壓器LM7805穩(wěn)壓到5v后給所述云臺機內部的采集板電 路的中央處理器芯片at2051提供電源；所述云臺機內部的采集板電路的中央處理器芯片 at2051的txd串行接收口、rxd串行發(fā)送口與所述控制主機的中央處理器芯片at89s52轉換后的第一個通路rxd串行接收口、txd串行發(fā)送口連接進行數(shù)據(jù)的傳輸，控制云臺機循預 設測量點運動。所述中央處理器芯片at2051的pi. 5、ρ1· 6控制口，rxd串行接收口、txd串 行發(fā)送口與所述激光傳感器相連進行位移的測量。中央處理器芯片at2051的pi. 3控制口 控制12v到激光傳感器的電源，斷續(xù)供電，以免激光傳感器連續(xù)工作發(fā)熱。(3)供電系統(tǒng)所述供電系統(tǒng)包括交流供電系統(tǒng)和太陽能電池板供電系統(tǒng)。本實用新型提供了兩 套供電系統(tǒng)，根據(jù)實際工作條件選其一種，所述交流供電系統(tǒng)包括外部交流電源接口和轉 換器。所述太陽能電池板供電系統(tǒng)包括太陽能電池板和充電設備，所述充電設備包括電瓶 和充電控制器，本實施例中的電瓶選用24v免維護電瓶，圖4為本實用新型所提供的激光 多點位移監(jiān)測儀的實施例中太陽能電池板供電系統(tǒng)的結構示意圖，太陽能電池板通過電纜 與24v免維護電瓶連接，完成對電瓶的充電。24v免維護電瓶經過開關連到電源變換器件 LM2576-5p產生5v電壓給控制主機中的中央處理器芯片at89s52提供電源。中央處理器芯 片at89s52的p2. 0控制口，通過光耦控制繼電器TLl 17給云臺機測量時提供電源并經過4 芯輸出；中央處理器芯片at89s52的p2. 1控制端，通過光耦控制繼電器TL117提供報警的 隔離信號經過云臺機控制接口輸出。本實用新型所提供的激光多點位移監(jiān)測儀具有以下優(yōu)點本實用新型所提供的激光多點位移監(jiān)測儀，使用激光測距，通過預先設定多個測 量點，每天自動定時測量并完成數(shù)據(jù)的保存，方便指導監(jiān)測人員的預警工作以及指導防治 人員的治理工作，有即時設定距離報警功能，實現(xiàn)了全自動化的地質災害監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集。另外，本實用新型所提供的激光多點位移監(jiān)測儀采用了新型環(huán)保、節(jié)能的太陽板 電源供電，解決了沒有220V交流電場地安裝儀器的問題。本實用新型所提供的激光多點位移監(jiān)測儀是一種高精度，多預設測量點，可循環(huán) 檢測、非接觸測量、全自動化的地質災害監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集、有預定值報警功能的地質災害監(jiān) 測，并可廣泛應用在地質災害測量、預防、防治、治理、地質施工工程、應用于無人值守、自動 測量的場合。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本實用新 型。對實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本 實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎 特點相一致的最寬的范圍。以上所述僅是本實用新型的具體實施方式
，應當指出，對于本技術領域的普通技 術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和 潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
權利要求一種激光多點位移監(jiān)測儀，其特征在于，包括控制主機、外置測試系統(tǒng)和供電系統(tǒng)，其中，所述控制主機包括控制處理器、顯示器、輸入裝置和存儲裝置；所述外置測試系統(tǒng)包括云臺機、激光傳感器和設置在云臺機內部的采集板電路；所述外置測試系統(tǒng)接收所述控制主機的命令，所述激光傳感器根據(jù)預設的多個測量點進行數(shù)據(jù)測量，并將測量數(shù)據(jù)傳送至所述控制主機，所述控制主機對接收到的數(shù)據(jù)進行存儲與處理。
2.根據(jù)權利要求1所述的激光多點位移監(jiān)測儀，其特征在于所述控制處理器為中央 處理器芯片at89s52，所述輸入裝置包括電平轉換器件max232和rs232轉rs485模塊，所述 存儲裝置包括數(shù)據(jù)存儲芯片at24c256、時鐘芯片pcf8365和接口芯片pcf8574，所述顯示器 為液晶顯示板lcdl28X64 ；所述中央處理器芯片at89s52的RXD串行接收口和TXD串行發(fā) 送口通過轉換器cd4066轉換成一選二通路的rxd串行接收口和txd串行發(fā)送口后與所述 外置測試系統(tǒng)相連接，每路的選取由中央處理器芯片at89s52的p2. 4控制端控制，當p2. 4 控制端高電平時，中央處理器芯片at89s52轉換后的第一個通路rxd串行接收口、txd串行 發(fā)送口通過電源板與所述云臺機內部的采集板電路的中央處理器芯片at2051的txd串行 接收口、rxd串行發(fā)送口直連進行數(shù)據(jù)的傳輸，當p2. 4控制端低電平時，中央處理器芯片 at89s52轉換后的另一個通路rxd串行接收口、txd串行發(fā)送口與U盤連接，把數(shù)據(jù)存儲芯 片at24c256內的測量數(shù)據(jù)傳到U盤；所述中央處理器芯片at89s52的pi. 2和pi. 3控制口 與所述外置測試系統(tǒng)相連接，所述中央處理器芯片at89s52的pi. 4、pl. 5控制口，與數(shù)據(jù)存 儲芯片at24c256、時鐘芯片pcf8365、接口芯片pcf8574的仿I2C總線的SDA數(shù)據(jù)傳輸口， SCL時鐘傳輸口連接，所述中央處理器芯片at89s52的p00控制口與p2. 5、p2. 6、p2. 7各控 制口與所述液晶顯示板lcdl28X64連接；中央處理器芯片at89s52的pl.6、pl.7控制口仿 單片機的串行通訊口，通過電平轉換器件max232接通報警值輸入接口。
3.根據(jù)權利要求2所述的激光多點位移監(jiān)測儀，其特征在于所述云臺機內部的采集 板電路的中央處理器芯片at2051的txd串行接收口、rxd串行發(fā)送口與所述控制主機的中 央處理器芯片at89s52轉換后的第一個通路rxd串行接收口、txd串行發(fā)送口連接，所述中 央處理器芯片at2051的pi. 5、pi. 6控制口，rxd串行接收口、txd串行發(fā)送口與所述激光 傳感器相連。
4.根據(jù)權利要求1或者2或者3所述的激光多點位移監(jiān)測儀，其特征在于，所述激光傳 感器配置有至少一個激光反射板。
5.根據(jù)權利要求4所述的激光多點位移監(jiān)測儀，其特征在于，所述激光反射板為棱鏡 反射板或反射棱鏡。
6.根據(jù)權利要求5所述激光多點位移監(jiān)測儀，其特征在于，所述外置測試系統(tǒng)還設置 有支架和防水罩。
7.根據(jù)權利要求6所述的激光多點位移監(jiān)測儀，其特征在于，所述供電系統(tǒng)包括交流 供電系統(tǒng)和太陽能電池板供電系統(tǒng)。
8.根據(jù)權利要求7所述的激光多點位移監(jiān)測儀，其特征在于，所述交流供電系統(tǒng)包括 外部交流電源接口和轉換器。
9.根據(jù)權利要求8所述的激光多點位移監(jiān)測儀，其特征在于，所述太陽能電池板供電系統(tǒng)包括太陽能電池板和充電設備。
專利摘要本實用新型公開了一種激光多點位移監(jiān)測儀，包括控制主機、外置測試系統(tǒng)和供電系統(tǒng)，其中，所述控制主機包括控制處理器、顯示器、輸入裝置和存儲裝置；所述外置測試系統(tǒng)包括云臺機、激光傳感器和采集板電路；所述外置測試系統(tǒng)接收所述控制主機的命令，所述激光傳感器根據(jù)預設的多個測量點進行數(shù)據(jù)測量，并將測量數(shù)據(jù)傳送至所述控制主機，所述控制主機對接收到的數(shù)據(jù)進行存儲與處理。本實用新型公開的激光多點位移監(jiān)測儀，使用激光測距，通過預先設定多個測量點，每天自動定時測量并完成數(shù)據(jù)的保存，方便指導監(jiān)測人員的預警工作以及指導防治人員的治理工作，有即時設定距離報警功能，實現(xiàn)了全自動化的地質災害監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集。
文檔編號G01C3/00GK201764958SQ201020296169
公開日2011年3月16日 申請日期2010年8月19日 優(yōu)先權日2010年8月19日
發(fā)明者吳悅, 曹修定, 高振華 申請人:中國地質調查局水文地質環(huán)境地質調查中心