(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 108564770 A(43)申请公布日 2018.09.21
(21)申请号 201810613302.4(22)申请日 2018.06.14
(71)申请人 北京国电高科科技有限公司
地址 100000 北京市海淀区中关村大街甲
38号1号楼B座3层131号(72)发明人 刘涛 吕强 张进武 王淼
郭中甲 朱莲芝 马萍 苗楚南 唐尧 宋博 李云鹏 单黎明 刘千玉 贾娇 (74)专利代理机构 北京超凡志成知识产权代理
事务所(普通合伙) 11371
代理人 逯恒(51)Int.Cl.
G08B 21/10(2006.01)G08B 25/10(2006.01)
权利要求书2页 说明书6页 附图2页
H04W 4/38(2018.01)H04W 4/90(2018.01)H04L 29/08(2006.01)H04B 7/185(2006.01)
CN 108564770 A(54)发明名称
泥石流监测预警系统及方法(57)摘要
本发明提供了一种泥石流监测预警系统及方法，该系统包括：由多颗物联网卫星组成的物联网星座、地面中心、地面终端和泥石流监测预警平台，地面终端进行泥石流数据的采集，并将泥石流数据发送至物联网卫星，物联网卫星将泥石流数据发送至地面中心，地面中心接收泥石流数据后，通过地面网络将该泥石流数据发送至泥石流监测预警平台，进而，泥石流监测预警平台基于泥石流数据和预设泥石流预警判据进行判断泥石流监测区域是否存在泥石流隐患。本发明实施例中所提供的泥石流监测预警系统，利用物联网卫星进行数据的传输，能够有效地解决现有技术中因为地面网络无法覆盖所导致的泥石流数据无法传输问题，进而能实现对泥石流监测区域的持续监测。
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权 利 要 求 书
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1.一种泥石流监测预警系统，其特征在于，包括：由多颗物联网卫星组成的物联网星座、地面中心、地面终端和泥石流监测预警平台；
所述地面终端与泥石流监测装置连接，用于采集所述泥石流监测装置所测得的泥石流数据，并将采集到的所述泥石流数据发送至所述物联网卫星，其中，所述泥石流数据至少包括：泥石流监测区域的雨量数据、泥石流监测区域的泥水位数据、泥石流监测区域的地声数据、泥石流监测区域的地理位置数据；
所述物联网卫星与所述地面终端进行无线通信，用于接收所述地面终端发送的所述泥石流数据，对所述泥石流数据进行存储，并在运行至所述地面中心上方时，将所述泥石流数据发送至所述地面中心；
所述地面中心与所述物联网卫星进行无线通信，用于接收所述物联网卫星发送的所述泥石流数据，并将所述泥石流数据进行解析处理后发送至所述泥石流监测预警平台；
所述泥石流监测预警平台与所述地面中心通过地面网络进行数据传输，用于接收所述地面中心发送的解析后的泥石流数据，基于所述解析后的泥石流数据和预设泥石流预警判据进行判断所述泥石流监测区域是否存在泥石流隐患。
2.根据权利要求1所述的泥石流监测预警系统，其特征在于，所述泥石流监测装置至少包括：雨量传感器、泥水位传感器、地声传感器和位置传感器；
所述雨量传感器、所述泥水位传感器、所述地声传感器和所述位置传感器分别设置于所述泥石流监测区域；
其中，所述雨量传感器用于实时测量所述泥石流监测区域的雨量数据；所述泥水位传感器用于实时测量所述泥石流监测区域的泥水位数据；所述地声传感器用于实时测量所述泥石流监测区域的地声数据；所述位置传感器用于实时测量所述泥石流监测区域的地理位置数据。3.根据权利要求1或2所述的泥石流监测预警系统，其特征在于，所述物联网卫星上装载有数据采集系统DCS载荷。
4.根据权利要求1所述的泥石流监测预警系统，其特征在于，所述地面终端包括：DCS终端。
5.根据权利要求2所述的泥石流监测预警系统，其特征在于，所述地面终端包括数据采集设备，所述数据采集设备分别与所述雨量传感器、所述泥水位传感器、所述地声传感器和所述位置传感器连接。
6.根据权利要求2所述的泥石流监测预警系统，其特征在于，所述位置传感器包括：GNSS定位芯片。
7.根据权利要求1所述的泥石流监测预警系统，其特征在于，所述地面终端通过广播的方式将所述泥石流数据发送至所述物联网卫星。
8.根据权利要求1所述的泥石流监测预警系统，其特征在于，所述地面中心包括：地面卫星通信站。
9.根据权利要求1所述的泥石流监测预警系统，其特征在于，所述泥石流监测预警平台，还用于执行以下操作：
存储所述解析后的泥石流数据；
基于所述预设泥石流预警判据对所述解析后的泥石流数据进行分析，判断所述泥石流
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权 利 要 求 书
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监测区域是否存在泥石流隐患；
如果所述泥石流监测区域存在所述泥石流隐患，则进行报警。10.一种泥石流监测预警系统中数据采集传输的方法，其特征在于，包括：位于泥石流监测区域的地面终端采集泥石流监测装置所测得的泥石流数据，将所述泥石流数据上传至物联网卫星；
所述物联网卫星接收接收所述泥石流数据以后，所述物联网卫星对所述泥石流数据进行存储，在所述物联网卫星运行至地面中心上方时，将所述泥石流数据发送至所述地面中心；
所述地面中心接收所述泥石流数据，通过地面网络将所述泥石流数据发送至泥石流监测预警平台。
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说 明 书
泥石流监测预警系统及方法
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技术领域
[0001]本发明涉及物联网的技术领域，尤其是涉及一种泥石流监测预警系统及方法。背景技术
[0002]泥石流是指暴雨或强降雨引发的山洪暴发，泥石在水流冲力和重力作用下涌动，灾害形成后破坏力大，为保护人民生命财产安全，应对泥石流灾害进行监测，尤其是对泥石流物源区进行监测，可实现对泥石流早期预警。然而，物源区通常位于深山区域，地面网络无法覆盖，监测数据无法传输，无法实现对泥石流物源区的实时监测，导致了泥石流发生时的预警工作难以实现。
发明内容
[0003]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种泥石流监测预警系统及方法，以便于对泥石流监测区域的实时监测及预警。[0004]第一方面，本发明实施例提供了一种泥石流监测预警系统，包括：由多颗物联网卫星组成的物联网星座、地面中心、地面终端和泥石流监测预警平台；[0005]所述地面终端与泥石流监测装置连接，用于采集所述泥石流监测装置所测得的泥石流数据，并将采集到的所述泥石流数据发送至所述物联网卫星，其中，所述泥石流数据至少包括：泥石流监测区域的雨量数据、泥石流监测区域的泥水位数据、泥石流监测区域的地声数据、泥石流监测区域的地理位置数据；
[0006]所述物联网卫星与所述地面终端进行无线通信，用于接收所述地面终端发送的所述泥石流数据，对所述泥石流数据进行存储，并在运行至所述地面中心上方时，将所述泥石流数据发送至所述地面中心；
[0007]所述地面中心与所述物联网卫星进行无线通信，用于接收所述物联网卫星发送的所述泥石流数据，并将所述泥石流数据进行解析处理后发送至所述泥石流监测预警平台；[0008]所述泥石流监测预警平台与所述地面中心通过地面网络进行数据传输，用于接收所述地面中心发送的解析后的泥石流数据，基于所述解析后的泥石流数据和预设泥石流预警判据进行判断所述泥石流监测区域是否存在泥石流隐患。[0009]结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述泥石流监测装置至少包括：雨量传感器、泥水位传感器、地声传感器和位置传感器；[0010]所述雨量传感器、所述泥水位传感器、所述地声传感器和所述位置传感器分别设置于所述泥石流监测区域；[0011]其中，所述雨量传感器用于实时测量所述泥石流监测区域的雨量数据；[0012]所述泥水位传感器用于实时测量所述泥石流监测区域的泥水位数据；[0013]所述地声传感器用于实时测量所述泥石流监测区域的地声数据；[0014]所述位置传感器用于实时测量所述泥石流监测区域的地理位置数据。[0015]结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所
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说 明 书
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述物联网卫星上装载有数据采集系统DCS载荷。[0016]结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述地面终端包括：DCS终端。[0017]结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述地面终端包括数据采集设备，所述数据采集设备分别与所述雨量传感器、所述泥水位传感器、所述地声传感器和所述位置传感器连接。[0018]结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述位置传感器包括：GNSS定位芯片。[0019]结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述地面终端通过广播的方式将所述泥石流数据发送至所述物联网卫星。[0020]结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述地面中心包括：地面卫星通信站。[0021]结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述泥石流监测预警平台，还用于执行以下操作：[0022]存储所述解析后的泥石流数据；
[0023]基于所述预设泥石流预警判据对所述解析后的泥石流数据进行分析，判断所述泥石流监测区域是否存在泥石流隐患；
[0024]如果所述泥石流监测区域存在所述泥石流隐患，则进行报警。[0025]第二方面，本发明实施例还提供了一种泥石流监测预警系统中数据采集传输的方法，包括：
[0026]位于泥石流监测区域的地面终端采集泥石流监测装置所测得的泥石流数据，将所述泥石流数据上传至物联网卫星；
[0027]所述物联网卫星接收接收所述泥石流数据以后，所述物联网卫星对所述泥石流数据进行存储，在所述物联网卫星运行至地面中心上方时，将所述泥石流数据发送至所述地面中心；
[0028]所述地面中心接收所述泥石流数据，通过地面网络将所述泥石流数据发送至泥石流监测预警平台。
[0029]本发明实施例带来了以下有益效果：本发明实施例提供了一种泥石流监测预警系统及方法，该系统包括：由多颗物联网卫星组成的物联网星座、地面中心、地面终端和泥石流监测预警平台；地面终端与泥石流监测装置连接，用于采集泥石流监测装置所测得的泥石流数据，并将采集到的泥石流数据发送至物联网卫星，其中，泥石流数据至少包括：泥石流监测区域的雨量数据、泥石流监测区域的泥水位数据、泥石流监测区域的地声数据、泥石流监测区域的地理位置数据；物联网卫星与地面终端进行无线通信，用于接收地面终端发送的泥石流数据，对泥石流数据进行存储，并在运行至地面中心上方时，将泥石流数据发送至地面中心；地面中心与物联网卫星进行无线通信，用于接收物联网卫星发送的泥石流数据，并将泥石流数据进行解析处理后发送至泥石流监测预警平台；泥石流监测预警平台与地面中心通过地面网络进行数据传输，用于接收地面中心发送的解析后的泥石流数据，基于解析后的泥石流数据和预设泥石流预警判据进行判断泥石流监测区域是否存在泥石流隐患。
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现有技术中无法对泥石流物源区(即泥石流监测区域)进行实时监测，导致了泥石
流发生时的预警工作难以实现。与现有技术相比，本发明中的泥石流监测预警系统中包含了由多颗物联网卫星组成的物联网星座、地面中心、地面终端和泥石流监测预警平台，其中，地面终端用于进行泥石流数据的采集，并将泥石流数据发送至物联网卫星，进一步由该物联网卫星将泥石流数据发送至地面中心，地面中心接收泥石流数据后，通过地面网络将该泥石流数据发送至泥石流监测预警平台，进而，泥石流监测预警平台基于接收到的泥石流数据和预设泥石流预警判据进行判断泥石流监测区域是否存在泥石流隐患。本发明实施例中所提供的一种泥石流监测预警系统，利用物联网卫星进行数据的传输，能够有效地解决现有技术中因为地面网络无法覆盖所导致的泥石流数据无法传输问题，进而能实现对泥石流监测区域的持续跟踪监测。
[0031]本发明的其他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在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。[0032]为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明
[0033]为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1为本发明实施例提供的一种泥石流监测预警系统的结构示意图；
[0035]图2为本发明实施例提供的泥石流监测装置与地面终端的连接结构示意图；[0036]图3为本发明实施例提供的泥石流监测预警平台的操作流程图；
[0037]图4为本发明实施例提供的泥石流监测预警系统中数据采集传输的方法流程图。[0038]图标：
[0039]101-物联网卫星；102-地面终端；103-地面中心；104-泥石流监测预警平台。具体实施方式
[0040]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。[0041]考虑到现有技术中，由于地面网络无法实现全面覆盖，进而导致无法对泥石流监测区域进行有效的监测；基于此，本发明实施例中提供了一种泥石流监测预警系统及方法，下面通过实施例进行描述。
[0042]为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种泥石流监测预警系统进行详细介绍。[0043]实施例一：
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本发明的一个实施例中提供了一种泥石流监测预警系统，参照图1所示，该系统包
括：由多颗物联网卫星101组成的物联网星座、地面中心103、地面终端102和泥石流监测预警平台104；
[0045]上述地面终端102与泥石流监测装置连接，用于采集泥石流监测装置所测得的泥石流数据，并将采集到的泥石流数据发送至物联网卫星101，其中，泥石流数据至少包括：泥石流监测区域的雨量数据、泥石流监测区域的泥水位数据、泥石流监测区域的地声数据、泥石流监测区域的地理位置数据；上述地面终端102可以是将泥石流数据每间隔预设时间上传至物联网卫星101。[0046]参考图2，上述的泥石流监测装置至少包括：雨量传感器、泥水位传感器、地声传感器和位置传感器；
[0047]雨量传感器、泥水位传感器、地声传感器和位置传感器分别设置于泥石流监测区域；
[0048]其中，雨量传感器用于实时测量泥石流监测区域的雨量数据；[0049]泥水位传感器用于实时测量泥石流监测区域的泥水位数据；[0050]地声传感器用于实时测量泥石流监测区域的地声数据；
[0051]位置传感器用于实时测量泥石流监测区域的地理位置数据，其中，位置传感器可以为GNSS定位芯片，本发明实施例对未知传感器的表现形式不进行限制。
[0052]上述的地面终端102通过广播的方式将泥石流数据发送至物联网卫星101。具体的，在物联网卫星101移动至地面终端102的上方时，地面终端102通过广播的方式将采集的泥石流数据上传至物联网卫星101。[0053]在具体实施时，相关人员首先进行泥石流监测区域的确定，在该泥石流监测区域内对泥石流监测装置进行布置，泥石流监测装置与地面终端102连接。[0054]该地面终端102包括数据采集设备，该数据采集设备用于与各类传感器连接；[0055]具体的，本发明实施例中的数据采集设备分别与雨量传感器、泥水位传感器、地声传感器和位置传感器连接。
[0056]上述的物联网卫星101与地面终端102进行无线通信，用于接收地面终端102发送的泥石流数据，并将泥石流数据发送至地面中心103；该地面中心为地面卫星通信站；[0057]具体的，物联网卫星101在移动到地面中心103上方时，将泥石流数据发送至地面中心103，泥石流数据至少包括：泥石流监测区域的雨量数据、泥石流监测区域的泥水位数据、泥石流监测区域的地声数据、泥石流监测区域的地理位置数据。[0058]上述地面中心103与物联网卫星101进行无线通信，用于接收物联网卫星101发送的泥石流数据，并将泥石流数据进行解析处理后发送至泥石流监测预警平台104；[0059]上述泥石流监测预警平台104与地面中心103通过地面网络进行数据传输，用于接收地面中心103发送的解析后的泥石流数据，基于解析后的泥石流数据和预设泥石流预警判据进行判断泥石流监测区域是否存在泥石流隐患。具体的，将解析后的泥石流数据与预设泥石流预警判据进行对比，如果解析后的泥石流数据符合预设泥石流预警判据，则确定泥石流监测区域存在泥石流隐患。
[0060]上述泥石流监测预警平台104用于对泥石流监测区域进行远程监测，该泥石流监测预警平台104也可以是泥石流预警服务器，该泥石流预警服务器能够与管理人员所使用
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的终端设备进行数据交互。该终端设备可以是手机、电脑等移动终端设备。[0061]具体的，上述泥石流监测预警平台104接收到解析后的泥石流数据后，执行以下操作，参考图3：[0062]S301、存储解析后的泥石流数据；[0063]S302、基于预设泥石流预警判据对解析后的泥石流数据进行分析，判断泥石流监测区域是否存在泥石流隐患；[0064]具体的，如果解析后的泥石流数据满足预设泥石流预警判据，则确定泥石流监测区域存在泥石流隐患；如果解析后的泥石流数据不满足预设泥石流预警判据，则确定泥石流监测区域不存在泥石流隐患[0065]S303、如果泥石流监测区域存在泥石流隐患，则进行报警。[0066]另外，泥石流监测预警平台104还可以对历史数据进行管理，记录不同泥石流监测区域不同时间的监测结果，绘制灾情时间分布和地区分布，为灾情统计和防控提供依据。[0067]上述的物联网星座是由多颗物联网卫星101在轨组网构成的，优选地，该星座采用Walker布局，在该布局下，卫星轨道是圆形轨道，各轨道平面平均分布，而且轨道平面中的卫星均匀分布时的星座排布，可实现全球覆盖。[0068]在一个可能的实施例中，上述的物联网卫星上装载有数据采集系统DCS载荷；用于对通用数据进行采集；相应的上述地面终端包括：DCS终端，该DCS终端为通用终端，可根据泥石流数据的具体应用场景定制，提供标准化接口。
[0069]上述实施例中所提供的系统使用物联网星座进行泥石流数据的采集与传输，具有无需地面网络覆盖保障，无需人员值守，即能够实现对泥石流数据实时监测及预警的积极效果，实现了对泥石流监测区域的远程监测。[0070]实施例二：
[0071]本发明的另外一个实施例中提供了一种泥石流监测预警系统中数据采集传输的方法，参照图4所示，该方法包括如下步骤：[0072]S401、位于泥石流监测区域的地面终端采集泥石流监测装置所测得的泥石流数据，将泥石流数据上传至物联网卫星；
[0073]上述的地面终端采集泥石流监测装置所测量的泥石流数据，将泥石流数据每隔预设时间上传至物联网卫星。
[0074]上述的地面终端通过广播的方式，在物联网卫星移动至地面终端的上方时，将采集的泥石流数据上传至物联网卫星。[0075]S402、物联网卫星接收接收泥石流数据以后，物联网卫星对泥石流数据进行存储，在物联网卫星运行至地面中心上方时，将泥石流数据发送至地面中心；[0076]S403、地面中心接收泥石流数据，通过地面网络将泥石流数据发送至泥石流监测预警平台。
[0077]本方法中通过使用物联网卫星组成的星座进行泥石流监测预警系统中数据的采集与传输，具有覆盖面广的优点，解决了地面网络无法覆盖区域的数据传输问题，能够实现对泥石流监测区域的有效预警。
[0078]本发明实施例所提供的泥石流监测预警系统及方法的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例
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中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。[0079]所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。[0080]另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0081]所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。[0082]在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。[0083]最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
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说 明 书 附 图
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