一種山洪泥石流寬帶衛星視頻遠程監控裝置及系統制造方法及圖紙

本發明專利技術提供了一種山洪泥石流寬帶衛星視頻遠程監控裝置及系統，相應的裝置包括：用于采集現場數據的12V供電的傳感器模塊和5V供電的傳感器模塊；用于將現場數據轉換為數字信號的AD轉換器；用于將數字信號發送給數據傳輸模塊的CPU；用于將數字信號發送的數據傳輸模塊；用于為所述現場監控設備供電的CPU供電模塊、AD供電模塊、5V供電模塊和12V供電模塊。本發明專利技術采用衛星通訊完成數據的傳輸，采用分區供電的原則，在不需要工作的時間可以切斷電源以最大限度的降低功耗。將通過衛星信號將視頻遠程監控系統引入地質環境監測領域，解決了部分地區無法傳輸監測數據的問題。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種山洪泥石流寬帶衛星視頻遠程監控裝置及系統，屬于地質安全監測

技術介紹
現有的山洪泥石流遠程監測方法主要是通過標準電話線、網絡、移動寬帶、ISDN數據線或直接連接，并能夠控制云臺/鏡頭、存儲視頻監控圖像，從而將遠方活動場景傳送到觀看者的電腦屏幕上，并具備當報警觸發時向接收端反向撥號報警功能。但是山洪泥石流通常發生在邊遠林區和野外，很多通訊設備因信號較差或無持續電源等問題都無法正常使用。
技術實現思路
本專利技術為解決現有的山洪泥石流遠程監測技術中存在的通訊設備因信號較差或無持續電源而無法正常使用的問題，進而提供了一種山洪泥石流寬帶衛星視頻遠程監控裝置及系統。為此，本專利技術提供了如下的技術方案:一種山洪泥石流寬帶衛星視頻遠程監控裝置，包括:用于采集現場數據的12V供電的傳感器模塊和5V供電的傳感器模塊；用于將現場數據轉換為數字信號的AD轉換器；用于將數字信號發送給數據傳輸模塊的CPU ；用于將數字信號發送的數據傳輸模塊；用于為所述現場監控設備供電的CPU供電模塊、AD供電模塊、5V供電模塊和12V供電模塊。一種山洪泥石流寬帶衛星視頻遠程監控系統，包括遠程監控子系統和現場監控設備;所述現場監控設備用于采集監測點的現場數據，并將采集的現場數據進行AD轉換后通過衛星信號發送給遠程監控子系統；所述遠程監控子系統用于接收并保存所述現場數據，并且當將所述現場數據表明相應的監測點出現異常時發送預警信號，并提示工作人員。本專利技術提供了一種比較通用的、實用的遠程監控系統的網絡結構。采用衛星通訊完成數據的傳輸，采用分區供電的原則，在不需要工作的時間可以切斷電源以最大限度的降低功耗。將通過衛星信號將視頻遠程監控系統引入地質環境監測領域，解決了部分地區無法傳輸監測數據的問題。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本專利技術的具體實施方式提供的山洪泥石流寬帶衛星視頻遠程監控裝置的結構示意圖；圖2是本專利技術的具體實施方式提供的CPU供電模塊的電路結構示意圖；圖3是本專利技術的具體實施方式提供的AD供電模塊的電路結構示意圖；圖4是本專利技術的具體實施方式提供的5V供電模塊的電路結構示意圖；圖5是本專利技術的具體實施方式提供的12V供電模塊的電路結構示意圖；圖6是本專利技術的具體實施方式提供的頻率量接口和激勵源輸出通道的電路結構示意圖；圖7是本專利技術的具體實施方式提供的山洪泥石流寬帶衛星視頻遠程監控系統的結構示意圖。具體實施例方式下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。本專利技術的具體實施方式提供了 一種山洪泥石流寬帶衛星視頻遠程監控裝置，如圖1所示，包括:用于采集現場數據的12V供電的傳感器模塊I和5V供電的傳感器模塊2 ；用于將現場數據轉換為數字信號的AD轉換器3 ；用于將數字信號發送給數據傳輸模塊5的CPU4 ；用于將數字信號發送的數據傳輸模塊5 ；用于為所述現場監控設備供電的CPU供電模塊6、AD供電模塊7、5V供電模塊8和12V供電模塊9。具體的，采集現場數據的設備需要連接的傳感器類型比較多，并且都是有源類型，12V供電的傳感器模塊I可以包括雨量傳感器、鉆孔傾斜儀、含水率傳感器和水位傳感器，5V供電的傳感器模塊2可以包括位移傳感器和泥水位監測傳感器，其中一些傳感器工作時電流比較高，考慮到這些因素，在對整體功耗設計時，按照分區供電的原則，哪個傳感器工作就為哪個傳感器供電，在不工作的時間徹底切斷電源以最大限度的降低功耗。在本具體實施方式中分為CPU供電模塊6、AD供電模塊7、5V供電模塊8和12V供電模塊9，在選擇外部電源系統時，采用12V供電的太陽能電源系統，下面按分區供電說明。CPU供電模塊6的電路結構如圖2所示，CPU4采用的嵌入式處理器PIC24F16KA102是3.3V供電，12V的輸入電壓必須進行DC降壓處理。DC降壓是比較損耗功率的，相當于把部分電能轉化為熱能，有很多儀器為降低功耗采用的CPU內核工作電壓可以低到1.8V，同樣電源也不能用DC降壓，經常是直接采用與CPU電壓相近的電池，采集傳輸儀由于需要兼顧為傳感器供電，必須使用12V的外部供電，因此選用了一個自身功耗非常低的DC模塊LTC363LLTC3631的靜態電流是12微安，在3.3V電壓下最大輸出電流可以達到100毫安，在采集傳輸儀中，LTC3631只需要向CPU供電，這些指標是符合要求的。采用正常工作模式全速運行消耗電流是3.4毫安，整機功耗不過0.04瓦，目前選用的太陽能供電系統太陽能板是20瓦，電池是電壓12V容量19安時的鉛酸充電電池，如果發生長期陰雨導致太陽能板無法供電，單靠電池容量，按照理論計算，可以保持232天連續工作。在CPU的正常工作模式下，儀器對于外部中斷(比如雨量數據的采集)和IO電流采集(斷線潰壩監測)等時間敏感的監測二作可以達到零延遲，完全處于實時狀態。在分區供電的模式下，儀器的整個運行周期內，除非到了定時采集傳輸數據時間或發生突發事件，絕大部分時間只需要向CPU供電即可，在不用分區供電的情況下，整機電流在20毫安，這意味著整體功耗下降了 6倍，對功耗的降低是決定性的。AD供電模塊I的電路結構如圖3所示，可采用LP3878芯片。LP3878芯片是一款低壓差線性穩壓器(LDO)，最大可以輸出800毫安的電流，輸出噪聲的典型值是18微伏，適用于作為高精度AD轉換器的基準電源，在圖3中，8腳是使能端，連接PIC24的IO腳，采集數據時在PIC24的控制下使能為AD供電，完成后關斷停止供電。5V供電模塊8的電路結構如圖4所示，可采用LM2596S芯片。LM2596S芯片是一款降壓開關穩壓器，最大輸出3安電流,可以為一些功耗較大的傳感器供電,在圖4中，5腳是開關，受到PIC24的IO腳控制，在通常情況下關斷，工作時打開，以便最大限度的降低功耗。12V供電模塊9的電路結構如圖5所示，可采用G6E-134P芯片。G6E-134P芯片是一款歐姆龍的繼電器，最大支持3A電流,可以為一些功耗較大的傳感器供電,PIC24的IO腳通過三極管控制繼電器的通斷，繼電器工作電流為43毫安，不過考慮到一般情況下工作時間很短，所以對整體功耗的降低影響不大。AD轉換器3可采用ADS1256型AD轉換器，該AD轉換器是一種24位的AD轉換器。目前設計的電路已經達到了 16位精度，滿足了設計的要求，目前連接的電壓型傳感器所要求的精度都低于它的實際轉換精度。在可預見的將來，一些電壓型傳感器可以提供更高的數據分辨率，雖然還沒有具體的數字指標，但是設計工作要做一定的超前性研究，在采集電路方面主要是做一些微調，包括對AD的基準電源的外圍器件的參數進行調整，采用一些新的元件，更改一些電路板的布線，以降低基準電源自身的噪聲水平，進一步提高AD采集轉換的精度。數本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種山洪泥石流寬帶衛星視頻遠程監控裝置，包括：用于采集現場數據的12V供電的傳感器模塊和5V供電的傳感器模塊；用于將現場數據轉換為數字信號的AD轉換器；用于將數字信號發送給數據傳輸模塊的CPU；其特征在于，所述裝置還包括：用于將數字信號發送的數據傳輸模塊；用于為所述現場監控設備供電的CPU供電模塊、AD供電模塊、5V供電模塊和12V供電模塊。

【技術特征摘要】
1.一種山洪泥石流寬帶衛星視頻遠程監控裝置，包括: 用于采集現場數據的12V供電的傳感器模塊和5V供電的傳感器模塊； 用于將現場數據轉換為數字信號的AD轉換器； 用于將數字信號發送給數據傳輸模塊的CPU ； 其特征在于，所述裝置還包括: 用于將數字信號發送的數據傳輸模塊； 用于為所述現場監控設備供電的CPU供電模塊、AD供電模塊、5V供電模塊和12V供電模塊。2.根據權利要求1所述的洪泥石流電磁波泥水位監測裝置，其特征在于，所述12V供電的傳感器模塊包括雨量傳感器、鉆孔傾斜儀、含水率傳感器和水位傳感器。3.根據權利要求1所述的洪泥石流電磁波泥水位監測裝置，其特征在于，所述5V供電的傳感器模塊包括位移傳感器和泥水位監測傳感器。4.根據權利要求1所述的洪泥石流電磁波泥水位...

【專利技術屬性】
技術研發人員：曹修定，殷躍平，陳紅旗，董翰川，龐麗麗，吳悅，楊凱，王晨輝，
申請(專利權)人：中國地質調查局水文地質環境地質調查中心，
類型：發明
國別省市：