一种基于自组网的北斗地质灾害监测及救援系统的制作方法

1.本发明涉及地质检测技术领域，特别涉及一种基于自组网的北斗地质灾害监测及救援系统。


背景技术：

2.地质灾害是指在自然或者人为因素的作用下形成的，对人类生命财产造成的损失、对环境造成破坏的地质作用或地质现象，在时间和空间上的分布变化规律，既受制于自然环境，又与人类活动有关，往往是人类与自然界相互作用的结果。地质灾害的主要类型包括：滑坡、崩塌、泥石流和地面塌陷，滑坡是质斜坡上的岩体由于某种原因在重力作用下沿着一定的软弱面或者软弱带整体向下滑动的现象；崩塌是指陡峭的斜坡上的岩土体在重力的作用下突然脱离母体崩落、滚动堆积在坡脚的地质现象；泥石流是山区特有的一种自然现象，它是由于降水而形成的一种带大量泥沙、石块等固体物质条件的特殊洪流；地面塌陷是指地表岩、土体在自然或者人为因素作用下向下陷落，并在地面形成塌陷坑的自然现象。自然地质灾害发生的地点、规模和频度，受自然地质条件控制，不以人类历史的发展为转移，因此非常有必要针对地质灾害进行监测及救援，以减小地质灾害发生带来的损失。
3.目前，在现有技术方案中，通常是基于被动定位应用，在特殊情况下救援也大多处于单兵作战的情况，救援人员并不能及时知道自己和自己组员的位置信和状态，且没有场景感知和室内外一体位置信息结合，使相关救援人员处于更加危险境地。因此，本发明提出一种基于自组网的北斗地质灾害监测及救援系统，采用自组网定位实现了对救援人员位置拓扑的建立，使得在救援过程中了解救援人员的动向，避免救援人员处于危险境地却无法被发现，提高救援人员的安全性，使得救援人员能够更好的实施救援方案，同时方便进行救援指挥，从而提高救援效率。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于自组网的北斗地质灾害监测及救援系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于自组网的北斗地质灾害监测及救援系统，包括：监测模块和救援模块，监测模块包括：北斗定位单元、感应采集单元、采集网关单元、云服务单元和监控中心单元，救援模块包括：临时指挥中心和救援指挥中心；
6.所述感应采集单元，用于在监测地区确定多个测点，并在测点中布置传感器进行感应监测，得到感应采集数据；所述北斗定位单元，用于采用北斗rtk定位针对测点进行定位，得到卫星定位信息；所述采集网关单元，用于在采集网关中将感应采集数据和卫星定位信息通过基站上传至云服务单元；所述云服务单元，用于接收采集网关单元上传的感应采集数据和卫星定位信息，并在云服务器中根据感应采集数据和卫星定位信息进行风险监测，得到风险监测结果；所述监控中心单元，用于针对风险监测结果进行信息呈现，并在风
险监测结果为监测区域发生地质灾害时，向救援指挥中心发送救援通知；所述救援指挥中心，用于根据救援通知针对临时指挥中心进行调度；所述临时指挥中心，用于指派救援人员前往地质灾害现场进行救援，并基于自组网定位针对救援人员进行救援指挥。
7.优选地，所述感应采集单元包括多个测点，针对监测区域进行结构分析，确定进行监测参数，并根据监测参数在监测区域上确定多个测点，然后按照监测参数将不同作用的传感器布置到测点中，使得传感器在测点位置进行感应监测，获取实时感应采集数据。
8.优选地，所述北斗定位单元采用北斗rtk定位针对测点进行定位时，在测点中选择一个作为基准点，将基准点作为基准站接收卫星信号通过无线通信网发给其它测点，其它测点的接收机将接收到的卫星信号和收到基准站信号实时联合计算，求得基准站和其它测点间坐标增量，得到测点的卫星定位信息。
9.优选地，所述云服务单元根据感应采集数据和卫星定位信息进行风险监测时按照监测参数分别进行分析，所述监测参数包括：坐标和倾角，在感应采集数据中，根据当前感应采集数据按照监测参数分别获取监测参数的历史感应采集数据，将当前感应采集数据结合监测参数的历史感应采集数据分别分析坐标和倾角的变化，得到实时感应变化数据，针对实时感应变化数据进行异常分析判断，确定监测区域是否发生地质灾害，得到风险监测结果，当风险监测结果为监测区域发生地质灾害时，根据当前感应采集数据确定导致实时感应变化数据异常的测点，并结合卫星定位信息确定地质灾害的位置。
10.优选地，所述监控中心单元，包括：显示装置和通知装置；所述显示装置，用于针对风险监测结果进行信息呈现，将风险监测结果和感应采集数据在表格中进行信息呈现，其中，感应采集数据按照测点分别以图表形式展现，而且在每个测点的图像中，根据时间调取同一时间的测点的感应采集数据，并通过汇总进行整合呈现；所述通知装置用于根据风险监测结果进行通知，当风险监测结果为监测区域发生地质灾害时，向救援指挥中心发送救援通知，当风险监测结果为监测区域未发生地质灾害时，所述通知装置无需做出任何响应。
11.优选地，所述临时指挥中心采用自组网定位针对救援人员进行救援指挥时，针对救援人员建立自组网系统，在自组网系统中采用uwb通信技术获取救援状况信息，并与所述救援指挥中心保持联系。
12.优选地，所述自组网系统采用1+n的方式，包括：车载远距离接收基站和uwb标签；所述uwb标签佩戴在救援人员身上，采用ai自组网方式获取位置信息；所述车载远距离接收基站设置在救援现场的救援车辆上，包括：中心节点和uwb基站，用于获取uwb标签的位置信息，并根据uwb标签的位置信息针对救援人员进行指挥调度，同时将救援状况信息通过云端实时反馈到所述救援指挥中心。
13.优选地，所述uwb标签采用ai自组网方式获取位置信息时，针对任一uwb标签，在自身附近寻找3个uwb标签构建标签ai自组网，在标签ai自组网中基于twr双向测距方式针对任意两个uwb标签进行uwb互相测距，得到uwb标签距离测量信息，然后将uwb标签距离测量信息通过广播方式上传到uwb基站。
14.优选地，所述uwb基站根据uwb标签距离测量信息结合北斗卫星定位确定uwb标签的相对位置和绝对位置，包括：
15.根据uwb标签距离测量信息进行标签ai自组网分析，确定标签ai自组网之间的关联关系；
16.按照标签ai自组网之间的关联关系将uwb标签整合到一个标签自组网中，得到标签整体自组网；
17.基于标签整体自组网将uwb标签距离测量信息进行整理，得到uwb标签的相对位置信息；
18.将uwb标签的相对位置信息结合北斗卫星定位转换成uwb标签的绝对位置信息，包括：在车载远距离接收基站安装北斗定位模块，采用北斗定位模块获取三个相对于车载远距离接收基站的uwb标签的位置数据，并将得到位置数据的uwb标签作为位置初始化参考，在标签整体自组网将位置初始化参考结合uwb标签的相对位置信息得到uwb标签的绝对位置信息。
19.优选地，所述中心节点根据uwb标签的相对位置和绝对位置分析救援人员的位置和轨迹，根据救援人员的位置形成救援方案，并且根据救援方案对救援人员进行指挥调度。
20.本发明将监测与救援工作实行有效联动，实现了对监测区域的地质灾害监测与救援，通过监测模块针对监测区域进行感应采集与风险分析，从而能够获取监测区域的地势及建筑情形，及时发现监测区域是否发现地质灾害，进而救援模块及时针对地质灾害进行救援，减少地质灾害带来的损失，而且采用自组网定位实现了对救援人员位置拓扑的建立，使得在救援过程中了解救援人员的动向，避免救援人员处于危险境地却无法被发现，提高救援人员的安全性，使得救援人员能够更好的实施救援方案，同时方便进行救援指挥，从而提高救援效率。
21.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
22.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
23.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
24.图1为本发明所述的一种基于自组网的北斗地质灾害监测及救援系统的示意图；
25.图2为本发明所述的一种基于自组网的北斗地质灾害监测及救援系统的监控模块中监控中心单元的示意图；
26.图3为本发明所述的一种基于自组网的北斗地质灾害监测及救援系统的救援模块中救援通信示意图；
27.图4为本发明所述的一种基于自组网的北斗地质灾害监测及救援系统的救援模块中临时指挥中心的示意图；
28.图5为本发明所述的一种基于自组网的北斗地质灾害监测及救援系统中uwb基站的部分步骤示意图。
具体实施方式
29.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
30.实施例1：
31.本实施例提供了一种基于自组网的北斗地质灾害监测及救援系统，包括：监测模块和救援模块，监测模块包括：北斗定位单元、感应采集单元、采集网关单元、云服务单元和监控中心单元，救援模块包括：临时指挥中心和救援指挥中心；
32.所述感应采集单元，用于在监测地区确定多个测点，并在测点中布置传感器进行感应监测，得到感应采集数据；所述北斗定位单元，用于采用北斗rtk定位针对测点进行定位，得到卫星定位信息；所述采集网关单元，用于在采集网关中将感应采集数据和卫星定位信息通过基站上传至云服务单元；所述云服务单元，用于接收采集网关单元上传的感应采集数据和卫星定位信息，并在云服务器中根据感应采集数据和卫星定位信息进行风险监测，得到风险监测结果；所述监控中心单元，用于针对风险监测结果进行信息呈现，并在风险监测结果为监测区域发生地质灾害时，向救援指挥中心发送救援通知；所述救援指挥中心，用于根据救援通知针对临时指挥中心进行调度；所述临时指挥中心，用于指派救援人员前往地质灾害现场进行救援，并基于自组网定位针对救援人员进行救援指挥。
33.如图1所示，上述技术方案提供了一种基于自组网的北斗地质灾害监测及救援系统，在北斗地质灾害监测及救援系统分为监测模块和救援模块两大部分，在监测模块中包括：北斗定位单元、感应采集单元、采集网关单元、云服务单元和监控中心单元，在救援模块包括：临时指挥中心和救援指挥中心；其中，监测模块是针对监测区域进行地质灾害监测，得到风险监测结果，救援模块是根据监测模块得到的风险监测结果，并且在监测模块和救援模块中，通过监控中心单元与救援指挥中心连接建立监测模块与救援模块之间的联系。
34.基于自组网的北斗地质灾害监测及救援系统在进行地质灾害监测及救援时，采集单元针对监测区域确定多个测点，并且在测点中布置传感器，通过传感器针对监测区域进行感应监测，得到感应采集数据，同时北斗定位单元采用采用北斗rtk定位针对测点进行定位，得到卫星定位信息，然后采集网关单元将感应采集单元得到感应采集数据和北斗定位单元得到的卫星定位信息通过基站上传到云服务单元，在云服务单元中针对感应采集数据和卫星定位信息进行风险监测，分析监测区域是否发生地质灾害，并在监测区域发生地质灾害时确定地质灾害的位置，从而得到风险监测结果，接着，监控中心模块针对服务器单元中风险监测结果进行呈现，在呈现风险监测结果的时候，将感应采集数据和卫星定位信息一并进行呈现，当风险监测结果为监测区域发生地质灾害时向救援指挥中心发送救援通知；救援指挥中心模块根据监控中心单元的救援通知对临时指挥中心进行调度，确定前往地质灾害现场的救援人员，形成临时指挥中心调度信息指令，临时指挥中心根据临时指挥中心调度信息指令指派救援人员前往地质灾害现场进行救援，并基于自组网定位针对救援人员进行救援指挥。
35.上述技术方案实现了对监测区域的地质灾害监测与救援，通过监测模块针对监测区域进行感应采集与风险分析，从而能够获取监测区域的地势及建筑情形，及时发现监测区域是否发现地质灾害，进而救援模块及时针对地质灾害进行救援，减少地质灾害带来的损失，同时也能够在地质灾害发生时及时实施救援，避免人员长时间被地质灾害困住，降低了地质灾害对被困人员造成的危险。通过感应采集单元实现对监测地区的实时监测，从而使得能够持续性的针对监测区域进行地质灾害分析，进而能够及时在监测区域发生地质灾害时能够及时发现并进行救援；通过北斗定位单元实现了对测点的精准定位，从而使得在
监测区域发生地质灾害时能够锁定地质灾害发生的位置，使得能够快速抵达地质灾害发生的位置进行救援，进而提高救援效率；通过监控中心单元针对风险监测结果进行信息呈现使得能够直观的将监测区域的情况呈现出来，使得相关人员能够更加了解监测区域的状况；通过救援指挥中心使得在监测区域发生地质灾害时能够及时针对地质灾害进行救援，并且采用自组网定位实现了对救援人员位置拓扑的建立，使得在救援过程中了解救援人员的动向，方便进行救援指挥，从而提高救援效率。
36.实施例2：
37.基于实施例1，所述感应采集单元包括多个测点，针对监测区域进行结构分析，确定进行监测参数，并根据监测参数在监测区域上确定多个测点，然后按照监测参数将不同作用的传感器布置到测点中，使得传感器在测点位置进行感应监测，获取实时感应采集数据。
38.上述技术方案中监测参数包括：坐标和倾角，针对坐标监测参数，将激光测距传感器布置到测点中针对监测区域进行监测参数感应采集，针对倾角监测参数，将倾角传感器布置到测点中针对监测区域进行监测参数感应采集，如果监测参数还包括其它的参数，感觉参数将监测参数对应的自动化监测设备布置到测点中。
39.上述技术方案通过测点实现对监测区域的远程实时监测，能够实时了解监测区域的状态，从而帮助检测单位更好的监测监测区域的健康状态，及时发现监测区域发生地质灾害。通过按照监测参数将不同作用的传感器布置到测点中使得测点中能够接入多个传感器，使得能够针对多个监测参数同时进行感应采集，提高了感应采集单元兼容性，并且测点中布置的传感器是自动化监测设备，无需相关工作人员进行实地勘测采集，提高了采集的准确性和效率，同时也能够避免采集过程中对相关工作人员产生的危险状况，降低安全事故，减少人工成本。
40.实施例3：
41.基于实施例1，所述北斗定位单元采用北斗rtk定位针对测点进行定位时，在测点中选择一个作为基准点，将基准点作为基准站接收卫星信号通过无线通信网发给其它测点，其它测点的接收机将接收到的卫星信号和收到基准站信号实时联合计算，求得基准站和其它测点间坐标增量，得到测点的卫星定位信息。
42.上述技术方案中，其它测点的接收机将接收到的卫星信号和收到基准站信号实时联合计算时，根据收到基准站信号得到载波相位修正值，利用载波相位修正值针对测点接收到的卫星信号进行载波相位改正，根据改正后的载波相位求解坐标，得到基准站和其它测点间坐标增量，进而得到测点的卫星定位信息。
43.上述技术方案通过采用北斗rtk定位针对测点进行定位能够精确测量厘米级位移，提高了测点的卫星定位信息的精确度，而且测点中选择一个作为基准点在定位过程中能够形成参考，从而提高定位效率。
44.实施例4：
45.基于实施2，所述云服务单元根据感应采集数据和卫星定位信息进行风险监测时按照监测参数分别进行分析，所述监测参数包括：坐标和倾角，在感应采集数据中，根据当前感应采集数据按照监测参数分别获取监测参数的历史感应采集数据，将当前感应采集数据结合监测参数的历史感应采集数据分别分析坐标和倾角的变化，得到实时感应变化数
据，针对实时感应变化数据进行异常分析判断，确定监测区域是否发生地质灾害，得到风险监测结果，当风险监测结果为监测区域发生地质灾害时，根据当前感应采集数据确定导致实时感应变化数据异常的测点，并结合卫星定位信息确定地质灾害的位置。
46.上述技术方案在确定监测区域是否发生地质灾害过程中，按照时间顺序进行分析，将当前感应采集数据与上一时刻的感应采集数据进行比较，确定当前实时感应变化数据，然后获取历史时刻对应的实时感应变化数据，得到历史实时感应变化数据，将当前实时感应变化数据与历史实时感应变化数据进行比较，分析当前实时感应变化数据是否超出预设阈值，当当前实时感应变化数据超出预设阈值时，表示监测区域发生异常变化，此时，根据监测参数进一步分析确定监测区域发生的地质灾害，从而得到风险监测结果，其中，地质灾害的主要类型包括：滑坡、崩塌、泥石流和地面塌陷。当当前实时感应变化数据未超出预设阈值时，将当前实时感应变化数据与历史实时感应变化数据结合起来进行变化预测，获取下一时刻的变化预估信息，并根据下一时刻的变化预估信息进行提醒，当下一时刻的变化预估信息超出预设阈值时，所述监控中心单元在针对风险监测结果进行信息呈现时，根据下一时刻的变化预估信息进行提醒。
47.上述技术方案通过将当前感应采集数据结合监测参数的历史感应采集数据分别分析坐标和倾角的变化从而明确监测区域的结构变化，进而根据结构变化确定监测区域是否发生地质灾害，使得在监测区域发生地质灾害时能够第一时间被发现，从而及时针对地质灾害进行救援，以降低地质灾害带来的损失以及降低因地质灾害被困人员的危险。通过历史时刻对应的实时感应变化数据能够了解监测区域自监测以来的感应数据的情况，从而能够发现监测区域结构的微小变化，避免长时间监测过程中监测区域因为相邻时刻的感应采集数据变化较小影响地质灾害发生的判断，提高了风险监测的准确性，并且通过将当前实时感应变化数据与历史实时感应变化数据结合起来进行变化预测，使得在监测区域即将发生地质灾害或者在地质灾害来临之前在监控中心单元中呈现出来，提高监控中心相关人员的警惕性，从而使得在地质灾害发生时能够更好的进行救援出发，及时执行救援行动。
48.实施例5：
49.基于实施例1，如图2所示，所述监控中心单元，包括：显示装置和通知装置；所述显示装置，用于针对风险监测结果进行信息呈现，将风险监测结果和感应采集数据在表格中进行信息呈现，其中，感应采集数据按照测点分别以图表形式展现，而且在每个测点的图像中，根据时间调取同一时间的测点的感应采集数据，并通过汇总进行整合呈现；所述通知装置用于根据风险监测结果进行通知，当风险监测结果为监测区域发生地质灾害时，向救援指挥中心发送救援通知，当风险监测结果为监测区域未发生地质灾害时，所述通知装置无需做出任何响应。
50.上述技术方案中云服务单元将风险监测结果通过3g/4g通讯网络远程传输至监控中心单元，而且监控中心单元在针对风险监测结果进行信息呈现时即可以按照测点针对每一个测点将感应采集数据以图表的形式呈现出来，还可以在各个测点的图表中按照时间调取相同时间的感应采集数据整合到一起进行监测区域整体信息图表展示。
51.上述技术方案通过图表形式将感应采集数据更加直观的呈现出来，而且通过针对每一个测点将感应采集数据以图表的形式呈现出来能够明确的展现测点的状态，使得更加明确的了解测点的变化以及变化趋势，并且在监控中心单元能够根据需求调取图表中的数
据进行组合呈现，提高呈现的灵活性，同时也能够满足相关人员对呈现数据的各种需求，方便相关人员进行不同方面数据的分析与查看。
52.实施例6：
53.基于实施例1，所述临时指挥中心采用自组网定位针对救援人员进行救援指挥时，针对救援人员建立自组网系统，如图3所示，在自组网系统中采用uwb通信技术获取救援状况信息，并与所述救援指挥中心保持联系。
54.上述技术方案在与所述救援指挥中心保持联系时，通过移动通信或者北斗卫星通信实现临时指挥中心与救援指挥中心之间的联系，将临时指挥中心的救援状况实时上报到救援指挥中心，同时救援指挥中心也能够随时针对临时指挥中心进行指挥。
55.在自组网系统中采用uwb(超宽带)通信技术获取救援状况信息时，采用专用无线技术回传。
56.上述技术方案通过移动通信或者北斗卫星通信实现临时指挥中心与救援指挥中心之间的联系使得在移动通信被破坏时也能够通过北斗卫星通信进行联系，避免恶劣条件下造成失联状况，使得救援指挥中心实时掌握临时指挥中心的状况，确保了救援人员的安危，同时也能够针对临时指挥中心及时进行援助。通过针对救援人员建立自组网系统使得临时指挥中心能够实时掌握每一位救援人员的情况，避免救援人员失联，同时在自组网系统中采用uwb(超宽带)通信技术获取救援状况信息时采用专用无线技术回传能够确保信息的传输，克服救援现场条件恶劣影响信号的传输的问题，提高通信强度，确保了自组网系统的有效运行。
57.实施例7：
58.基于实施例6，所述自组网系统采用1+n的方式，如图4所示，包括：车载远距离接收基站和uwb标签；所述uwb标签佩戴在救援人员身上，采用ai自组网方式获取位置信息；所述车载远距离接收基站设置在救援现场的救援车辆上，包括：中心节点和uwb基站，用于获取uwb标签的位置信息，并根据uwb标签的位置信息针对救援人员进行指挥调度，同时将救援状况信息通过云端实时反馈到所述救援指挥中心。
59.上述技术方案的自组网系统采用的1+n方式是一个车载远距离接收基站和多个uwb标签。
60.中心节点根据uwb标签的位置信息针对救援人员进行指挥调度，uwb基站基于uwb标签确定uwb标签的位置信息，从而确定救援人员的位置，同时uwb基站通过移动通信或者北斗卫星通信将救援状况信息通过云端实时反馈到所述救援指挥中心。
61.uwb基站也可以是蓝牙网关。
62.上述技术方案通过uwb标签佩戴在救援人员身上从而避免uwb标签在救援过程中掉落，而且还能够避免uwb标签影响救援人员的行动。车载远距离接收基站设置在救援现场的救援车辆上能够使得在地质灾害现场附近进行救援，方便进行指挥调度，而且还能够减少信号通信的延时，及时实现救援现场数据传输。
63.实施例8：
64.基于实施例7，所述uwb标签采用ai自组网方式获取位置信息时，针对任一uwb标签，在自身附近寻找3个uwb标签构建标签ai自组网，在标签ai自组网中基于twr双向测距方式针对任意两个uwb标签进行uwb互相测距，得到uwb标签距离测量信息，然后将uwb标签距
离测量信息通过广播方式上传到uwb基站。
65.上述技术方案中针对任一uwb标签即为uwb标签中的任何一个都能够作为目标uwb标签采用ai自组网方式获取位置信息，uwb标签采用ai自组网方式获取位置信息时针对每一个uwb标签都可以采用ai自组网方式获取位置信息。
66.上述技术方案通过采用ai自组网方式针对uwb标签实现了相对位置的分析，借助twr双向测距方式分析确定目标uwb标签和周围三个uwb标签中任意两个uwb标签之间的距离，从而明确救援人员之间的相对位置，使得救援人员在需要同伴帮助时能够及时指挥调度附近的救援人员及时过去帮助。将uwb标签距离测量信息通过广播方式上传到uwb基站能够使得uwb基站中及时掌握救援人员的位置，方便随时进行救援方案调整，从而提高救援效率。
67.实施例9：
68.基于实施例8，所述uwb基站根据uwb标签距离测量信息结合北斗卫星定位确定uwb标签的相对位置和绝对位置，如图5所示，包括：
69.s1、根据uwb标签距离测量信息进行标签ai自组网分析，确定标签ai自组网之间的关联关系；
70.s2、按照标签ai自组网之间的关联关系将uwb标签整合到一个标签自组网中，得到标签整体自组网；
71.s3、基于标签整体自组网将uwb标签距离测量信息进行整理，得到uwb标签的相对位置信息；
72.s4、将uwb标签的相对位置信息结合北斗卫星定位转换成uwb标签的绝对位置信息，包括：在车载远距离接收基站安装北斗定位模块，采用北斗定位模块获取三个相对于车载远距离接收基站的uwb标签的位置数据，并将得到位置数据的uwb标签作为位置初始化参考，在标签整体自组网将位置初始化参考结合uwb标签的相对位置信息得到uwb标签的绝对位置信息。
73.上述技术方案中根据uwb标签距离测量信息进行标签ai自组网分析时，根据uwb标签距离测量信息确定标签ai自组网涉及到的uwb标签，得到标签ai自组网涉及标签，针对每一个标签ai自组网对应的标签ai自组网涉及标签进行分析，确定标签ai自组网之间公用标签，并结合公用标签建立标签ai自组网之间的关系。
74.按照标签ai自组网之间的关联关系将uwb标签整合到一个标签自组网中时，将标签ai自组网基于公用标签进行合并，针对公用标签保留一个，并将标签ai自组网拼接起来整合成一个标签自组网，即可得到标签整体自组网。
75.上述技术方案实现了uwb标签的相对位置和绝对位置转换，通过将标签ai自组网整合标签整体自组网从而将uwb标签距离测量信息统一化，使得获得uwb标签针对同一参照标准的相对位置信息，通过分析公用标签能够确定标签ai自组网之间的共性，明确标签ai自组网之间的关联情况，从而能够将多个标签ai自组网结合到一起。通过将uwb标签的相对位置信息结合北斗卫星定位转换成uwb标签的绝对位置信息能够根据uwb标签的相对位置信息确定uwb标签针对车载远距离接收基站的位置，从而使得车载远距离接收基站能够明确uwb标签相对于车载远距离接收基站的位置，掌握救援人员的位置。
76.实施例10：
77.基于实施例9，所述中心节点根据uwb标签的相对位置和绝对位置分析救援人员的位置和轨迹，根据救援人员的位置形成救援方案，并且根据救援方案对救援人员进行指挥调度。
78.上述技术方案中uwb标签的相对位置和绝对位置是实时变化的。
79.在中心节点中，通过分析uwb标签的相对位置和绝对位置实现边缘计算，确定救援人员的位置，同时还能够根据uwb标签的相对位置和绝对位置确定救援人员的轨迹。
80.救援人员在执行救援方案过程中也能够根据uwb标签的相对位置和绝对位置基于现有的救援方案进行调整，从而根据调整情况针对救援人员进行指挥调度。
81.上述技术方案中心节点能够根据uwb标签的相对位置和绝对位置进行指挥调度，从而提高救援方案的执行效率，使得针对地质灾害能够在更短时间内进行最大化救援，减少地质灾害带来的损失，而且能够随着uwb标签的相对位置和绝对位置的实时变化制定合适的救援方案，从而能够根据实际情况及时针对救援方案进行调整与指挥调度。
82.本领域技术人员应当理解的是，本发明中的第一、第二仅仅指的是不同应用阶段而已。
83.本领域技术客户员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
84.应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

技术特征：
1.一种基于自组网的北斗地质灾害监测及救援系统，其特征在于，包括：监测模块和救援模块，监测模块包括：北斗定位单元、感应采集单元、采集网关单元、云服务单元和监控中心单元，救援模块包括：临时指挥中心和救援指挥中心；所述感应采集单元，用于在监测地区确定多个测点，并在测点中布置传感器进行感应监测，得到感应采集数据；所述北斗定位单元，用于采用北斗rtk定位针对测点进行定位，得到卫星定位信息；所述采集网关单元，用于在采集网关中将感应采集数据和卫星定位信息通过基站上传至云服务单元；所述云服务单元，用于接收采集网关单元上传的感应采集数据和卫星定位信息，并在云服务器中根据感应采集数据和卫星定位信息进行风险监测，得到风险监测结果；所述监控中心单元，用于针对风险监测结果进行信息呈现，并在风险监测结果为监测区域发生地质灾害时，向救援指挥中心发送救援通知；所述救援指挥中心，用于根据救援通知针对临时指挥中心进行调度；所述临时指挥中心，用于指派救援人员前往地质灾害现场进行救援，并基于自组网定位针对救援人员进行救援指挥。2.根据权利要求1所述的北斗地质灾害监测及救援系统，其特征在于，所述感应采集单元包括多个测点，针对监测区域进行结构分析，确定进行监测参数，并根据监测参数在监测区域上确定多个测点，然后按照监测参数将不同作用的传感器布置到测点中，使得传感器在测点位置进行感应监测，获取实时感应采集数据。3.根据权利要求1所述的北斗地质灾害监测及救援系统，其特征在于，所述北斗定位单元采用北斗rtk定位针对测点进行定位时，在测点中选择一个作为基准点，将基准点作为基准站接收卫星信号通过无线通信网发给其它测点，其它测点的接收机将接收到的卫星信号和收到基准站信号实时联合计算，求得基准站和其它测点间坐标增量，得到测点的卫星定位信息。4.根据权利要求2所述的北斗地质灾害监测及救援系统，其特征在于，所述云服务单元根据感应采集数据和卫星定位信息进行风险监测时按照监测参数分别进行分析，所述监测参数包括：坐标和倾角，在感应采集数据中，根据当前感应采集数据按照监测参数分别获取监测参数的历史感应采集数据，将当前感应采集数据结合监测参数的历史感应采集数据分别分析坐标和倾角的变化，得到实时感应变化数据，针对实时感应变化数据进行异常分析判断，确定监测区域是否发生地质灾害，得到风险监测结果，当风险监测结果为监测区域发生地质灾害时，根据当前感应采集数据确定导致实时感应变化数据异常的测点，并结合卫星定位信息确定地质灾害的位置。5.根据权利要求1所述的北斗地质灾害监测及救援系统，其特征在于，所述监控中心单元，包括：显示装置和通知装置；所述显示装置，用于针对风险监测结果进行信息呈现，将风险监测结果和感应采集数据在表格中进行信息呈现，其中，感应采集数据按照测点分别以图表形式展现，而且在每个测点的图像中，根据时间调取同一时间的测点的感应采集数据，并通过汇总进行整合呈现；所述通知装置用于根据风险监测结果进行通知，当风险监测结果为监测区域发生地质灾害时，向救援指挥中心发送救援通知，当风险监测结果为监测区域未发生地质灾害时，所述通知装置无需做出任何响应。6.根据权利要求1所述的北斗地质灾害监测及救援系统，其特征在于，所述临时指挥中心采用自组网定位针对救援人员进行救援指挥时，针对救援人员建立自组网系统，在自组网系统中采用uwb通信技术获取救援状况信息，并与所述救援指挥中心保持联系。
7.根据权利要求6所述的北斗地质灾害监测及救援系统，其特征在于，所述自组网系统采用1+n的方式，包括：车载远距离接收基站和uwb标签；所述uwb标签佩戴在救援人员身上，采用ai自组网方式获取位置信息；所述车载远距离接收基站设置在救援现场的救援车辆上，包括：中心节点和uwb基站，用于获取uwb标签的位置信息，并根据uwb标签的位置信息针对救援人员进行指挥调度，同时将救援状况信息通过云端实时反馈到所述救援指挥中心。8.根据权利要求7所述的北斗地质灾害监测及救援系统，其特征在于，所述uwb标签采用ai自组网方式获取位置信息时，针对任一uwb标签，在自身附近寻找3个uwb标签构建标签ai自组网，在标签ai自组网中基于twr双向测距方式针对任意两个uwb标签进行uwb互相测距，得到uwb标签距离测量信息，然后将uwb标签距离测量信息通过广播方式上传到uwb基站。9.根据权利要求8所述的北斗地质灾害监测及救援系统，其特征在于，所述uwb基站根据uwb标签距离测量信息结合北斗卫星定位确定uwb标签的相对位置和绝对位置，包括：根据uwb标签距离测量信息进行标签ai自组网分析，确定标签ai自组网之间的关联关系；按照标签ai自组网之间的关联关系将uwb标签整合到一个标签自组网中，得到标签整体自组网；基于标签整体自组网将uwb标签距离测量信息进行整理，得到uwb标签的相对位置信息；将uwb标签的相对位置信息结合北斗卫星定位转换成uwb标签的绝对位置信息，包括：在车载远距离接收基站安装北斗定位模块，采用北斗定位模块获取三个相对于车载远距离接收基站的uwb标签的位置数据，并将得到位置数据的uwb标签作为位置初始化参考，在标签整体自组网将位置初始化参考结合uwb标签的相对位置信息得到uwb标签的绝对位置信息。10.根据权利要求9所述的北斗地质灾害监测及救援系统，其特征在于，所述中心节点根据uwb标签的相对位置和绝对位置分析救援人员的位置和轨迹，根据救援人员的位置形成救援方案，并且根据救援方案对救援人员进行指挥调度。

技术总结
本发明提供了一种基于自组网的北斗地质灾害监测及救援系统，包括：感应采集单元通过监测区域测定获取感应采集数据，北斗定位单元获取卫星定位信息，采集网关单元将感应采集数据和卫星定位信息通过基站上传至云服务单元，并在云服务单元中进行风险监测，监控中心单元针对风险监测结果进行信息呈现，并向救援指挥中心发送救援通知，救援指挥中心根据救援通知针对临时指挥中心进行调度，临时指挥中心指派救援人员前往地质灾害现场进行救援，并基于自组网定位针对救援人员进行救援指挥。本发明采用自组网定位实现了对救援人员位置拓扑的建立，使得了解救援人员的动向，提高救援人员的安全性，同时方便进行救援指挥，从而提高救援效率。效率。效率。


技术研发人员：杨永辉 周大鹏 何廷万 刘宏罡 杨艳秋 吴意成 周庆
受保护的技术使用者：深圳市天工测控技术有限公司
技术研发日：2023.07.10
技术公布日：2023/10/15