一种自然灾害应急监测预警机技术领域
本发明涉及预警装置，具体涉及一种自然灾害应急监测预警机。
背景技术
我国是世界上地质灾害最为严重、受威胁人口最多的国家之一，
地震、滑坡、泥石流、崩塌、地面塌陷、沉降、地裂缝等灾害隐患点
多，分布广，且隐蔽性、突发性和破坏性强、防范难度大，特别是受
极端天气的地震、强降雨、人为切坡等工程建设因素影响，灾害多发
频发，从近年来的5.12汶川、雅安地震、甘肃舟曲特大泥石流、浙
江丽水、深圳工业园大型滑坡等一个个巨大的伤口从我国东西部撕
开，13亿颗心灵发出了一样的颤抖。一座座已经坍塌的楼房，成为
孤儿的孩子有多少，无亲无故的又有多少的消息像潮水一般涌来，看
着灾难下的惨烈，足以让人们在承受灾难的同时，更需要关注自然灾
害，了解自然灾害，自然灾害是不能随着人的意志而转移，我们更没
有选择遭受灾难的权利，但我们有选择面对灾难的态度—监测预警灾
害临灾。不管发生的是自然灾难、还是人为的灾难后。在灾难面前占
据有最重要作用的还是人民军队，人民军队冒着不怕上无枪炮烟火战
场而牺牲的精神，协同地方政府及灾区幸存者拼搏救援，为拯救灾区
人民生命贡献自己。作为后方科技工作者应该义不容辞投身到灾害应
急处置和救灾设备研发中去，将先进的科学技术和先进仪器前移到自
然灾害应急抢险救灾中。提升诊断次生灾害临灾前兆及预警能力，精
确次生灾害临灾预警准确性、及时性，让灾区人民与救援的人民解放
军战士第一时间掌握预警信息、快速避让次生灾害、防范次生灾害再
次侵袭灾区人民和救援的人民解放军战士，最大限度保护他们的人身
安全，构建社会更加和谐。所以在自然灾害发生后抢险救援时，智能
化采集灾区实时气象、地质环境数据及应急诊断次生灾害临灾是非常
重要的。
发明内容
针对上述问题，为了克服现有技术的缺陷，本发明旨在提供一种
能够进行监测灾难并报警的自然灾害和地质灾害应急监测预警机。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种自然灾害应
急监测预警机，包括传感模块、监测主机、信号接收模块、报警模块
和电源，所述监测主机包括信号发射模块、交换机模块、数据采集模
块、数据交换模块、开关控制模块和警报主机，所述传感模块、数据
交换模块、数据采集模块、交换机模块、信号发射模块依次连接，所
述传感模块、开关控制模块、警报主机和报警模块依次连接；所述电
源为报警模块和监测主机供电；所述数据交换模块，用于采集传感模
块的实时数据并发送给数据采集模块；所述数据采集模块，用于将接
收到的实时数据通过交换机模块发送至信号发射模块；所述信号接收
模块，用于接收监测主机的信号发射模块发送的数据；所述开关控制
模块，用于根据接收传感模块与远程人为发送的数据控制警报主机的
开关。
作为优选，所述监测主机还包括透明传输模块和声音视频采集模
块，所述声音视频采集模块、透明传输模块和交换机模块依次连接，
所述透明传输模块与开关控制模块连接，开关控制模块用于根据接收
传感模块发送的数据控制透明传输模块进行采集工作，所述透明传输
模块采集声音视频采集模块的音频数据并发送给交换机模块。
作为优选，还包括模拟摄像模块，所述模拟摄像模块、透明传输
模块和交换机模块依次连接，透明传输模块用于采集模拟摄像模块的
图像数据并发送给交换机模块。
作为优选，所述监测主机还包括ZigBee模块、信息编写模块、
方位地址编码模块和感应开关模块，所述信息编写模块和方位地址编
码模块均与感应开关模块连接；所述感应开关模块，用于触发信息编
写模块和方位地址编码模块进行编写短信息并发送至ZigBee模块。
作为优选，所述传感模块包括倾斜感觉仪、位移感觉仪、震动感
觉仪、通断限位感觉仪、激光限位感觉仪和水位限位感觉仪。
作为优选，所述报警模块包括预警喇叭和警灯。
作为优选，所述电源包括太阳能发电组。
作为优选，所述监测主机还包括避雷模块，监测主机的信号发射
模块、交换机模块、数据采集模块、数据交换模块、开关控制模块和
警报主机均通过避雷模块与电源连接。
作为优选，还包括供电稳压模块，监测主机的信号发射模块、交
换机模块、数据采集模块、数据交换模块、开关控制模块和警报主机
均通过供电稳压模块与电源连接。
作为优选，所述信号接收模块包括依次连接的无线AP路由器和
无线信号接收单元。
相比现有技术，本发明的有益效果在于集接收多路数字传感器与
多种无线感觉仪，报警及时，安全性能高。
附图说明
图1为本发明的自然灾害应急监测预警机的模块示意图；
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
如图1所示，一种自然灾害应急监测预警机，包括传感模块、监
测主机、信号接收模块、报警模块、模拟摄像模块、供电稳压模块和
电源。所述传感模块、信号接收模块、报警模块和模拟摄像模块均与
监测主机连接。
所述电源为监测主机供电，作为优选监测主机通过供电稳压模块
与电源连接。
所述传感模块包括倾斜感觉仪、位移感觉仪、震动感觉仪、通断
限位感觉仪、激光限位感觉仪和水位限位感觉仪；所述传感模块包括
有线和无线的信号传输方式。
所述信号接收模块包括无线AP路由器、无线信号接收单元、模
块电源适配器和网线。
所述报警模块包括预警喇叭和警灯，所述预警喇叭优选为200W
的喇叭，数量优选为二个；所述警灯为红绿色爆闪警灯，优选为30cm
的长条形。
所述电源包括太阳能发电组，所述太阳能发电组包括太阳能发电
板、充电控制器、蓄电池和电源线。
所述模拟摄像模块包括摄像机机身、镜头、红外夜视灯和电源信
号一体线。
所述监测主机包括信号发射模块、交换机模块、数据采集模块、
透明传输模块、数据交换模块、ZigBee模块、开关控制模块、声音
视频采集模块、信息编写模块、方位地址编码模块、感应开关模块、
避雷模块和警报主机；
所述开关控制模块包括第一开关控制模块和第二开关控制模块；
所述第一开关控制模块为RS485控制模块，第二开关控制模块为
315MHZ/433MHZ信号转GIS信息通信模块；
所述信号发射模块优选为无线信号发射模块；
所述声音视频采集模块包括拾音器或无线麦克风主机。
所述信号发射模块、交换机模块、数据采集模块、透明传输模块、
数据交换模块、ZigBee模块、信息编写模块、方位地址编码模块、
第一开关控制模块、第二开关控制模块、感应开关模块、避雷模块、
警报主机均通过供电稳压模块与电源连接；
本发明在使用时，外部的远程应急指挥部的工作人员可以用网线
连接卫星网络设备的网络输入端口和无线AP路由器LAN网络端口，
使用网线连接无线AP路由器的WAN网络端口和无线信号接收单元的
网络输出端口，无线信号接收单元通过无线电波接收监测主机的信号
发射模块发送的数据信息；
另外，外部的现场临时应急指挥部的工作人员可以通过计算机无
线网络连通无线AP路由器的无线WIFI信号，或通过网线连通无线
AP路由器的LAN网络端口，无线AP路由器的WAN网络端口通过网络
线连通无线信号接收单元的输出端口，无线信号接收单元通过无线电
波接收监测主机发送的无线数据信息。
所述传感模块置于隐患灾体的现场用于采集灾难数据，所述数据
交换模块的RS485输入端口与传感模块连接采集隐患灾体的实时数
据信息；所述数据交换模块的RS485输出端口与数据采集模块的
RS485端口连接，所述数据交换模块向数据采集模块发送数据信息；
所述数据采集模块的网络端口与交换机模块的第二网络端口连接，数
据采集模块向交换机模块发送数据信息；所述监测主机的信号发射模
块的输入端口与交换机模块的第一网络端口连接，所述交换机模块通
过信号发射模块向信号接收模块发送数据信息；所述信号发射模块再
将收集到的数据信息发送至信号接收模块。
所述透明传输模块的视频输入端口与模拟摄像模块连接以采集
图像数据；所述透明传输模块的音频输入端口与声音视频采集模块连
接以采集音频数据；所述透明传输模块的网络端口与交换机模块的第
三网络端口连接，透明传输模块通过交换机将采集到的图像数据和音
频数据发送给信号发射模块；所述信号发射模块再将收集到的图像数
据和音频数据发送至信号接收模块。
所述透明传输模块的RS485通信端口与第二开关控制模块连接
以接收第二开关控制模块发送的远程控制指令；第二开关控制模块的
K1输出端口与模拟摄像模块以及声音视频采集模块连接以控制开关
模拟摄像模块和声音视频采集模块；第二开关控制模块的K2输出端
口与警报主机连接以控制开关警报主机；警报主机的音频输出端口和
预警喇叭连接，警报主机的警灯输出端口与警灯连接。
所述传感模块、开关控制模块、警报主机和报警模块依次连接，
所述第二开关控制模块、第一开关控制模块和传感模块依次连接，当
第一开关控制模块接收来自传感模块发送的数据时，第一开关控制模
块的常开端闭合，第一开关控制模块控制第二开关控制模块的K1输
出端口和K2输出端口，以控制模拟摄像模块和警报主机的开关；所
述开关控制模块还根据接收远程人为发送的数据控制模拟摄像模块
和警报主机的开关。
所述感应开关模块触发信息编写模块、方位地址编码模块工作，
所述信息编写模块快速编写短信息，所述短信息包含方位信息和地址
编码，再通过ZigBee模块转换成GIS信号并发送到外部调频广播、
灾区责任人手机、群测群防人员手机以及远程应急指挥部的工作人员
处，工作人员可以通过计算机播报灾害临灾信息。现场临时应急指挥
部的工作人员、救援官兵和灾区人民也可以通过电脑或移动通信设备
连接现场无线WIFI网络，实时观察隐患灾体变化，主动防范灾害再
次侵袭。
本发明在配套测控软件、云平台服务器、计算机系统协同下使用，
本发明适应于互联网环境下运行、无线局域网络环境下运行和无网络
环境下单机独立运行。特别适应于灾害发生后抢险救灾时现场无市电
供应和无公网信号的环境下使用，与现有应急技术相比具有如下优异
效果：当自然灾害发生后抢险救灾时，本发明通过卫星网络可自动融
入云平台服务器，向政府应急指挥部实时传输灾区现场实况、及时向
外界播报灾情信息。
本发明在无互联网情况下可以用计算机通过无线组网方法独立
运行。便于临时应急指挥部实时全面掌握灾情发展动态，起到一来发
挥应急救援效率最大化，二来能精细化分析、预报可能发生次生灾害
的时空域，三来向外界发布实时灾情及救援进度的作用。
本发明具备即插即用功能，当自然灾害发生后抢险救援时，快速
插放数字传感器智能化采集灾区现场气象、地质环境实时数据信息。
快速摆放无线感觉仪到灾后失稳的隐患灾体上，应急诊断次生灾
害临灾前兆值，该系统着重优先考虑了第一时间在灾区现场实时预
警，让灾前群众主动避让灾难。
同步预警到辖区灾点责任人、群测群防员进入灾害应急状态，同
时预警到远程灾害应急指挥中心应急指挥调度抢险救灾的特征，克服
了当前自然灾害群测群防员有限次数直接巡查灾体变形和传感器数
据采集后专家间接分析灾体变形时，难以实现现场预警或误报警的缺
陷，避免人因受到精力与体力的限制而造成监测预警效率低下的影
响，精细化了地质灾害监测预警的时空域，准确了预警地质灾害临灾
前兆值，有效避免或减轻自然灾害造成的人员伤亡和财产损失，达到
防灾减灾目的。
本发明配套的无线感觉仪，运用0＝0和1＝1的物理通断方法技术
发射无线信令，无线联动现场预警设备。当被诊断的隐患灾体发生初
始活动量的值，达到或超越无线感觉仪的设计阀值，无线感觉仪即发
射无线信令无线联动自然灾害应急监测预警机，1秒钟时间内全自动
开启现场预警喇叭和警灯，预警灾区人民和救援官兵及时撤离避让次
生灾害。同步1分钟时间内通过卫星网络设备传输预警到远程应急指
挥部计算机显示，让政府应急中心及时了解灾情实时信息和应急调度
援增力量进行援救。
本发明的无线感觉仪体积小，内置小电池，不需要接线、安装及
固定，可任意分别插放在灾区不同的失稳的隐患灾体上，根据灾区范
围大小分布一定数量的自然灾害应急监测预警机和无线感觉仪，通过
应急监测预警机的信号发射器、临时指挥部的信号接收器组成一个无
线局域网络。通过计算机与接收器的无线AP路由器进行网络通讯，
构成区域内独立的次生灾害监测预警预报系统，实时实地采集与诊断
可能发生的次生灾害风险，第一时间在局域网发布次生灾害预警预报
信息，最大限度避免或减轻次生灾害带来的人员伤亡和财产损失。
本发明使用方便、实用性好、安全性强，即插即用；本发明采用
电池、备用电池、动力发电等供电方式，预警机体积小，重量轻，功
能齐，只要灾区现场完成无线局域网覆盖，就能实现24小时不间断
采集、诊断与预警次生灾害临灾信息。
本发明速度快时效好，集接收多路数字传感器与多种无线感觉
仪，响应敏捷，报警及时，当被诊断的灾后失稳隐患灾体发生活动与
变形时，在灾体力的作用下触发无线感觉仪装置，一秒钟时间内全自
动开启现场高音警报和预警灯光，1分钟时间内完成数据远程发送。
本发明安全性强，设计自检、定时重启、远程手动重启、加密传
输、数据供本地或远程储存、远程调取功能，且支持身份密码认证，
具有完善的被管理权限。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构
思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变
都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。