一种低功耗多维度自然灾害预警系统的制作方法

一种低功耗多维度自然灾害预警系统
1.本技术是名为《一种低功耗多维度自然灾害预警系统》的专利申请的分案申请，原申请的申请日为2020年10月13日，申请号为202011091959.2。
技术领域
2.本发明涉及灾害预警技术领域，特别是涉及一种低功耗多维度自然灾害预警系统。


背景技术：

3.近年来，在山区，山体滑坡、泥石流及火灾等自然灾害时常发生，对人们的生命安全危害极大。但这些自然灾害不可避免，只能在发生自然灾害以后及时发现险情并救援以减小损失。由于山区环境复杂及设备自身的限制，目前的自然灾害预警系统不能实现及时预警。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种低功耗多维度自然灾害预警系统，能够实时产生预警信息，功耗及成本低，可扩展性强。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.一种低功耗多维度自然灾害预警系统，包括：
7.lora模块、数据采集模块、网关、云服务器及控制器，其中：
8.所述数据采集模块，包括六轴传感器、火焰传感器、定位传感器及振动传感器，其中：
9.所述六轴传感器、所述火焰传感器、所述定位传感器及所述振动传感器均设置与山体坡面上；
10.所述六轴传感器用于实时检测山体坡面的倾斜角度；
11.所述火焰传感器用于实时检测山体坡面的光线强度；
12.所述定位传感器用于获取山体坡面的位置；
13.所述振动传感器用于实时检测山体坡面上是否有物体滑动；
14.所述lora模块内置2g/4g模块，用于通过所述网关将所述六轴传感器、所述火焰传感器、所述定位传感器获取的数据实时传输给所述云服务器；
15.所述云服务器，用于实时接收所述lora模块发送的数据并对所述数据加密后，将所述数据发送至所述控制器；
16.所述控制器，用于实时接收所述云服务器发送的数据，对所述数据进行解密后解析所述数据，判断山体是否发生滑坡或火灾，若是，则将预警信息及山体坡面的位置发送至所述控制器；所述控制器的型号为stm32l051；所述控制器根据应用场景，除了预警状态外均处于stop模式，以减小耗能。
17.可选的，所述控制器具体用于，当山体坡面的倾斜角度大于设定的阈值且山体坡
面上有物体滑动时，则确定山体发生滑坡。
18.可选的，所述控制器具体还用于，当山体坡面的光线强度大于设定的阈值，则确定山体发生火灾。
19.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
20.本发明公开了一种低功耗多维度自然灾害预警系统，涉及灾害预警领域，数据采集模块包括六轴传感器、火焰传感器、定位传感器及振动传感器，六轴传感器、火焰传感器、定位传感器及振动传感器均设置与山体坡面上，lora模块内置2g/4g模块用于通过网关将六轴传感器、火焰传感器、定位传感器获取的数据实时传输给云服务器，云服务器用于实时接收lora模块发送的数据并对数据加密后，将数据发送至控制器，控制器用于实时接收云服务器发送的数据，对数据进行解密后解析数据，判断山体是否发生滑坡或火灾，若是，则将预警信息及山体坡面的位置发送至控制器，能实时产生预警信息，具有成本低廉，可大面积布网、可扩展性强、适合错综复杂的环境、低功耗和维护成本低的优点，此外，本发明对数据进行加密，数据传输更安全。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.本发明的目的是提供一种低功耗多维度自然灾害预警系统，能够实时产生预警信息，功耗及成本低，可扩展性强。
23.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
24.本发明实施例提供了一种低功耗多维度自然灾害预警系统，该系统包括lora模块、数据采集模块、网关、云服务器及控制器，其中：
25.所述数据采集模块，包括六轴传感器、火焰传感器、定位传感器及振动传感器，其中：
26.所述六轴传感器、所述火焰传感器、所述定位传感器及所述振动传感器均设置与山体坡面上；
27.所述六轴传感器用于实时检测山体坡面的倾斜角度；
28.所述火焰传感器用于实时检测山体坡面的光线强度；
29.所述定位传感器用于获取山体坡面的位置；
30.所述振动传感器用于实时检测山体坡面上是否有物体滑动；
31.所述lora模块内置2g/4g模块，用于通过所述网关将所述六轴传感器、所述火焰传感器、所述定位传感器获取的数据实时传输给所述云服务器；
32.所述云服务器，用于实时接收所述lora模块发送的数据并对所述数据加密后，将所述数据发送至所述控制器；
33.所述控制器，用于实时接收所述云服务器发送的数据，对所述数据进行解密后解析所述数据，判断山体是否发生滑坡或火灾，若是，则将预警信息及山体坡面的位置发送至
控制器。；所述控制器的型号为stm32l051；所述控制器根据应用场景，除了预警状态外均处于stop模式，以减小耗能。其中，单片机stm32l051全速运行仅需要1.43ma的电流，根据应用场景，除了预警状态下，其他大部分时间都处于stop模式，大大减小了耗能，延长使用寿命，降低产品维护成本。
34.其中，lora模块使用3.3v、2000mah的电池，每60s发送一次数据，发送32bytes的情况下，平均电流小于或等于2ma，每60s接收一次数据，可以使用6631.62天，由此可见，本系统在功耗方面具有明显的优势。
35.具体的，所述控制器具体用于，当山体坡面的倾斜角度大于设定的阈值且山体坡面上有物体滑动时，则确定山体发生滑坡。
36.具体的，所述控制器具体还用于，当山体坡面的光线强度大于设定的阈值，则确定山体发生火灾。
37.本发明实施例提供的低功耗多维度自然灾害预警系统采用mos开关电路用于控制外设电源的通断，在低功耗模式下，减小外设能耗，通过外部中断引脚唤醒系统。系统通过开关电路和低功耗模式配合使用，大大减少了系统的能源损耗，延长待机时长。
38.其中，本发明实施例提供的低功耗多维度自然灾害预警系统的工作原理如下：在系统启动后，获取山体坡面的位置并将该位置上报到网关，系统加入lora局域网。入网成功则进入休眠模式，等待网关心跳数据询问，当振动传感器检测到异常，中断唤醒系统，获取六轴传感器检测的数据，计算山坡坡体的倾斜角度并上报到网关，根据振动传感器及六轴传感器检测的数据，实现山体滑坡或泥石流报警，客户端收到数据可迅速调度人员现场勘察。在休眠模式下，保持对火焰传感器供电，火焰传感器检测到数据异常，唤醒系统，上报报警数据，完成火灾预警检测任务。
39.本发明实施例提供的低功耗多维度自然灾害预警系统包括lora模块、数据采集模块、网关、云服务器及控制器，其中，数据采集模块包括六轴传感器、火焰传感器、定位传感器及振动传感器，六轴传感器、火焰传感器、定位传感器及振动传感器均设置与山体坡面上，六轴传感器用于实时检测山体坡面的倾斜角度，火焰传感器用于实时检测山体坡面的光线强度，定位传感器用于获取山体坡面的位置，振动传感器用于实时检测山体坡面上是否有物体滑动，lora模块内置2g/4g模块用于通过网关将六轴传感器、火焰传感器、定位传感器获取的数据实时传输给云服务器，云服务器用于实时接收lora模块发送的数据并对数据加密后，将数据发送至控制器，控制器用于实时接收云服务器发送的数据，对数据进行解密后解析数据，判断山体是否发生滑坡或火灾，若是，则将预警信息及山体坡面的位置发送至控制器，能实时产生预警信息，功耗及成本低，可扩展性强。
40.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
41.还需要说明的是，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、商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、商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，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
42.本领域技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。
因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
43.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
44.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种低功耗多维度自然灾害预警系统，其特征在于，其特征在于，包括：lora模块、数据采集模块、网关、云服务器及控制器，其中：所述数据采集模块，包括六轴传感器、火焰传感器、定位传感器及振动传感器，其中：所述六轴传感器、所述火焰传感器、所述定位传感器及所述振动传感器均设置与山体坡面上；所述六轴传感器用于实时检测山体坡面的倾斜角度；所述火焰传感器用于实时检测山体坡面的光线强度；所述定位传感器用于获取山体坡面的位置；所述振动传感器用于实时检测山体坡面上是否有物体滑动；所述lora模块内置2g/4g模块，用于通过所述网关将所述六轴传感器、所述火焰传感器、所述定位传感器获取的数据实时传输给所述云服务器；所述云服务器，用于实时接收所述lora模块发送的数据并对所述数据加密后，将所述数据发送至所述控制器；所述控制器，用于实时接收所述云服务器发送的数据，对所述数据进行解密后解析所述数据，判断山体是否发生滑坡或火灾，若是，则将预警信息及山体坡面的位置发送至所述控制器；所述控制器的型号为stm32l051；所述控制器根据应用场景，除了预警状态外均处于stop模式，以减小耗能。2.根据权利要求1所述的低功耗多维度自然灾害预警系统，其特征在于，所述控制器具体用于，当山体坡面的倾斜角度大于设定的阈值且山体坡面上有物体滑动时，则确定山体发生滑坡。3.根据权利要求1所述的低功耗多维度自然灾害预警系统，其特征在于，所述控制器具体还用于，当山体坡面的光线强度大于设定的阈值，则确定山体发生火灾。

技术总结
本发明公开了一种低功耗多维度自然灾害预警系统，涉及灾害预警领域，数据采集模块包括六轴传感器、火焰传感器、定位传感器及振动传感器，六轴传感器、火焰传感器、定位传感器及振动传感器均设置与山体坡面上，Lora模块内置2G/4G模块用于通过网关将六轴传感器、火焰传感器、定位传感器获取的数据实时传输给云服务器，云服务器用于实时接收Lora模块发送的数据并对数据加密后，将数据发送至控制器，控制器用于实时接收云服务器发送的数据，对数据进行解密后解析数据，判断山体是否发生滑坡或火灾，若是，则将预警信息及山体坡面的位置发送至控制器，能实时产生预警信息，功耗及成本低，可扩展性强。可扩展性强。


技术研发人员：龙大源
受保护的技术使用者：广西贺州市网源科技有限公司
技术研发日：2020.10.13
技术公布日：2023/5/26