一体化泥石流次声报警监测系统

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一、概述：
    泥石流是暴雨、洪水将含有沙石且松软的土质山体经饱和稀释后形成的洪流，它的面积、体积和流量都较大，而滑坡是经稀释土质山体小面积的区域，典型的泥石流由悬浮着粗大固体碎屑物并富含粉砂及粘土的粘稠泥浆组成。在适当的地形条件下，大量的水体浸透流水 山坡或沟床中的固体堆积物质，使其稳定性降低，饱含水分的固体堆积物质在自身重力作用下发生运动，就形成了泥石流。泥石流是一种灾害性的地质现象。通常泥石流爆发突然、来势凶猛，可携带巨大的石块。因其高速前进，具有强大的能量，因而破坏性极大。
    泥石流流动的全过程一般只有几个小时，短的只有几分钟。泥石流是一种广泛分布于世界各国一些具有特殊地形、地貌状况地区的自然灾害，是山区沟谷或山地坡面上，由暴雨、冰雪融化等水源激发的、含有大量泥沙石块的介于挟沙水流和滑坡之间的土、水、气混合流。泥石流大多伴随山区洪水而发生。它与一般洪水的区别是洪流中含有足够数量的泥沙石等固体碎屑物，其体积含量最少为15%，2010年8月8日甘肃舟曲县发生泥石流灾害高可达80%左右，因此比洪水更具有破坏力。
    泥石流的主要危害是冲毁城镇、企事业单位、工厂、矿山、乡村，造成人畜伤亡，破坏房屋及其他工程设施，破坏农作物、林木及耕地。此外，泥石流有时也会淤塞河道，不但阻断航运，还可能引起水灾。影响泥石流强度的因素较多，如泥石流容量、流速、流量等，其中泥石流流量对泥石流成灾程度的影响最为主要。此外，多种人为活动也在多方面加剧这上述因素的作用，促进泥石流的形成。
    泥石流经常发生在峡谷地区和地震火山多发区，在暴雨期具有群发性。它是一股泥石洪流，瞬间爆发，是山区最严重的自然灾害。
    磐基机电设备有限公司利用先进的嵌入式技术、智能传感器技术、数字化网络技术和大型数据库技术，结合泥石流发生的实际状况，自主研发了一套集监测、处理、记录、告警于一身的泥石泥测试方案。




二、监测原理
 
    在自然界中，海上风暴、火山爆发、大陨石落地、海啸、电闪雷鸣、波浪击岸、水中漩涡、空中湍流、龙卷风、地震、磁暴、极光、地震等都可能伴有次声波的发生。在人类活动中，诸如核爆炸、导弹飞行、火炮发射、轮船航行、汽车争驰、高楼和大桥摇晃，甚至像鼓风机、搅拌机、扩音喇叭等在发声的同时也都能产生次声波。
长期观察，泥石流在形成和发生时候都会伴随着产生大量的次声波，由于泥石流推进速度远低于声波(也可以是电波)传输速度，报警器可以分析次声信号，提前做出报警,根据这一特点，我们研发出了一体化泥石流次声报警系统。
 
三、产品特点
l.先进的泥石流次声的分析以及报警算法
    由于次声波的产生多种多样，要分析出泥石流次声必须依照一个有效快捷的数学模型，该一体化泥石流次声报警系统内嵌DSP系统并具备1024点傅里叶运算能力，能够迅速将时域信号转换为频谱，根据频谱可以排除出大量的其他次声信号，做出准确报警。
    一般情况下，泥石流次声信号分布在5-15Hz，根据这一特点，我们对5-15Hz的频谱信号进行收集，并将长时间处于某频段的信号进行分析，通过算法排除该信号为谐波，并且追踪该频谱的存在时间，如果超过阈值，做出报警，该方式可以不需要针对某点进行阈值分析，可以通过一段时间自适应学习提高准确度。
    设备具备强大的频谱分析能力，可以在人机界面上看到当前发生频谱，可作在线观察，且出厂设备均完成对10Hz正弦波进行采样测试校准.
 
2.独特的标准云数据库存储功能
    设备能够自动上传数据，并通过协议直接将数据直接上传到标准网络数据库，客户只要有数据节点，即可接收监测数据，无需自建服务器平台。
    此技术是我司发明的一项技术，该技术方案目前市面上还没有同类方案出现。
 
3.远程修改功能
    具备远程参数修改功能，并且可以在线修改目标网络数据库节点信息以及报警的各类参数，针对在线设备无需到达现场即可完成参数修改。

4.短信告警功能
    设备为每个用户提供1-5个短信告警电话号码，无需后台处理，无需购买短信猫等设备，客户只需填入相关人员电话号码，实现短信告警。
   
5.提供设备查看软件
    免费为客户提供设备查看软件，并且具备厂家、专家、用户三方联动查看，在任何一个有网络的地方即可通过账号密码实现设备查看，并具备波形分析、频谱分析等专业功能，可以将数据导出为CSV标准格式。
    免费为客户提供手机安卓APP,并且具备厂家、专家、用户三方联动查看，在任何一个有网络的地方即可通过账号密码实现设备查看,方便现场安装网络测试以及查看。

6.协议开放性较好
    支持开放式的Modbus协议，通过协议可以设置和修改参数，并且可以获取采集数据和报警，用户系统集成更加自由。
 
7.支持Zigbee、ISM、GPRS多种无线传输方式
    设备具备多种通信方式，保障报警的快捷性、稳定性：
    将泥石流报警设备安装到离发生点较近的位置，而通过Zigbee或ISM等传输将信息传输到需要保障的区域，由于Zigbee或ISM传输速度为电波，相对与泥石流推进速度来说，假使将设备安装到距离发生点1公里处，而保护点在距离发生点10公里处，可以提前10多分钟预警，与其他公司产品的不同在于，我们将无线电利用到报警中，通过无线报警，提高的不仅仅是声波的提前量，而是电波的提前量，为抢险救灾赢得了时间。
    GPRS传输方式可将发生的泥石流次声信号波形传输到中心，作为分析，为未来科学研究做数据收集。
 
8.自我学习功能
    根据数据库其他信息，获取地质、气象资料以及事后分析，若安装初期在某一频点多次因为环境人为原因误报，设备自动降低该频点灵敏度，防止误报。
 
9.低功耗易安装
    在连续采集的情况下仅为0.5W，标准嵌入式安装方式。

四、产品优势

以下是我们的产品和国内其他品牌的对比：

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