阅读说明：本技术 一种低功耗崩塌计 (kinds of low power consumption collapse meter ) 是由 李先强 于 2019-11-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种低功耗崩塌计。包括锂电池电源模块、三轴加速度MEMS模块、拉线位移模块、通信模块、微处理器模块。微处理器内部的A组RTC(芯片内置时钟功能)周期性的唤醒微处理器,微处理器唤醒三轴加速度MEMS模块和拉线位移模块,如果位移和倾斜数据没有超过预设的阈值,将采集的结果保持到微处理器内部存储,如果采集的数据超过了预设的阈值,则发送到对应的云平台。同时三轴加速度MEMS模块同步会采集振动数据,如果振动数据没有超过预设的阈值,将采集的结果保持到微处理器内部存储,如果采集的数据超过了预设的振动阈值,则发送到对应的云平台。(The invention discloses low-power consumption collapse meters, which comprise a lithium battery power supply module, a three-axis acceleration MEMS module, a stay wire displacement module, a communication module and a microprocessor module, wherein a group A RTC (chip built-in clock function) in the microprocessor periodically wakes up the microprocessor, the microprocessor wakes up the three-axis acceleration MEMS module and the stay wire displacement module, if displacement and inclination data do not exceed a preset threshold value, an acquired result is kept in the microprocessor for storage, if the acquired data exceed the preset threshold value, the acquired data are sent to a corresponding cloud platform, meanwhile, the three-axis acceleration MEMS module synchronously acquires vibration data, if the vibration data do not exceed the preset threshold value, the acquired result is kept in the microprocessor for storage, and if the acquired data exceed the preset vibration threshold value, the vibration data are sent to the corresponding cloud platform.)

一种低功耗崩塌计

技术领域

本发明属于在线安全监测领域，具体涉及一种低功耗崩塌计。

背景技术

崩塌是指陡峻山坡上岩块、土体在重力作用下，发生突然的急剧的倾落运动。多发生在大于60°～70°的斜坡上。崩塌的物质，称为崩塌体。崩塌体为土质者，称为土崩；崩塌体为岩质者，称为岩崩；大规模的岩崩，称为山崩。崩塌可以发生在任何地带，山崩限于高山峡谷区内。

危害崩塌会使建筑物，有时甚至使整个居民点遭到毁坏，使公路和铁路被掩埋。由崩塌带来的损失，不单是建筑物毁坏的直接损失，并且常因此而使交通中断，给运输带来重大损失。崩塌有时还会使河流堵塞形成堰塞湖，这样就会将上游建筑物及农田淹没，在宽河谷中，由于崩塌能使河流改道及改变河流性质，而造成急湍地段。

崩塌计，是一种可以测量崩塌期间发生移位、倾斜、振动的器计，运用于崩塌监测中，传统的崩塌监测，往往由拉线位移传感器、倾角传感器、振动传感器三种传感器组成，同时需要外加传感器采集系统和数据传输系统才能正常工作，大大的增加了系统集成的复杂程度和不稳定性，同时集成系统功耗较大，增加了系统集成电源的供给压力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低功耗崩塌计。以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

包括低功耗崩塌计中锂电池充电模块、三轴加速度MEMS模块、通信模块、微处理器模块、拉线位移测量模块。其中，电源模块能提供多组不同电压和电流输出的输出组合，能给三轴加速度MEMS模块、通信模块、微处理器模块、拉线位移测量模块供电，同时电源模块可以被微处理器控制每一路电源的通断。

三轴加速度MEMS模块，用于监测在空间三维坐标系上加速度的一种微电式模块，同时当模块发生倾斜时，重力被分解到空间三维坐标上单独的加速度，通过对在空间三维坐标系上三组加速度的计算，可以得到模块倾斜的角度。

拉线位移测量模块，需要将拉线缚在移动物体上。运动发生时，拉绳伸展和收缩。输出一个与拉绳移动距离成比例的电压信号。

通信模块为4G全网通及向下兼容通信模块，控制通信模块将数据发送到对应的平台进行解析和展示。

微处理器模块，采用了目前市面上ST公司基于Cortex-M4 内核的新一代低功耗处理器。微处理器负责对三轴加速度MEMS模块的数据采集，数据上传和对各模块的电源通断的控制。

本设计方案为：锂电池电源模块给微处理器模块和三轴加速度MEMS模块、拉线位移传感器进行供电，微处理器和三轴加速度MEMS模块、拉线位移传感进入待机睡眠模式，并通过控制锂电池电源模块将通信模块电源关闭，使得系统消耗的电量降低到最低，而微处理器内部的A组 RTC（芯片内置时钟功能）周期性的唤醒微处理器，微处理器唤醒三轴加速度MESM模块并采集一组倾斜数据和采集一组拉线位移数据，如果倾斜或者位移数据没有超过预设的阈值，将采集的结果保持到微处理器内部存储，接着微处理器和三轴加速度MESM模块、拉线位移模块均进入睡眠，如果采集的倾斜或者位移数据超过了预设的阈值，微处理器控制电源打开通信模块的电源，并通过通信模块把数据发送到对应的云平台。发送完毕之后关闭通信模块的电源，微处理器和三轴加速度MEMS模块、拉线位移传感进入待机睡眠模式。

微处理器内部的B组 RTC（芯片内置时钟功能）周期性的唤醒微处理器后，微处理器控制电源打开通信模块的电源，通过通信模块把内存存储的数据发送到对应云平台。发送完后清空微处理器内部存储数据，并关闭通信模块的电源，微处理器自身进入待机休眠模块。

三轴加速度MEMS模块正常处于休眠模式，当某一轴上的加速度变化超过了唤醒三轴加速度MEMS模块的阈值，而三轴加速度MEMS模块会主动唤醒微处理器采集数据，如果采集的振动的数据没有超过预设的阈值，将采集的结果保持到微处理器内部存储，接着微处理器和三轴加速度MEMS模块均接着进入睡眠，如果采集的振动数据超过了预设的阈值，则微处理器控制电源打开通信模块的电源，并通过通信模块把内存存储的数据发送到对应的云平台。发送完毕后关闭通信模块的电源，微处理器和三轴加速度MEMS模块进入待机睡眠模式。

附图说明

图1为发明的示意图；

图2为微处理器控制采集流程图；

图3为微处理器控制传输流程图；

图4为MEMS模块监测流程图；

图5为现场安装示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

本发明提供了包括锂电池充电(4)组成的电源模块（3）通过印刷电路（5）为微处理器（6）供电，同时微处理器（6）通过印刷电路（2）和三轴加速度MEMS模块（1）进行连接，同时微处理器(6)还通过印刷电路线缆（9）和蜂窝网通信模块(8)连接。以及微处理器(6)还通过印刷电路线缆（7）和拉线位移模块(10)连接。

崩塌计工作时，锂电池电源模块(4)给微处理器模块(6)和三轴加速度MEMS模块(1)、拉线位移传感器(10)进行供电，微处理器(6)和三轴加速度MEMS模块(1)、拉线位移传感(10)进入待机睡眠模式，并通过控制锂电池电源模块(4)将通信模块(8)的电源关闭，使得系统消耗的电量降低到最低，而微处理器(6)内部的A组 RTC（芯片内置时钟功能）周期性的唤醒微处理器，微处理器(6)唤醒三轴加速度MESM模块(1)并采集一组倾斜数据和采集一组拉线位移数据，如果倾斜或者位移数据没有超过预设的阈值，将采集的结果保持到微处理器(6)内部存储，接着微处理器(6)和三轴加速度MESM模块(1)、拉线位移模块(10)均进入睡眠，如果采集的倾斜或者位移数据超过了预设的阈值，微处理器(6)控制电源打开通信模块(8)的电源，并通过通信模块(8)把数据发送到对应的云平台。发送完毕之后关闭通信模块(8)的电源，微处理器(6)和三轴加速度MEMS模块(1)、拉线位移传感(10)进入待机睡眠模式。

微处理器(6)内部的B组 RTC（芯片内置时钟功能）周期性的唤醒微处理器后，微处理器(6)控制电源打开通信模块(8)的电源，通过通信模块(8)把内存存储的数据发送到对应云平台。发送完后清空微处理器(6)内部存储数据，并关闭通信模块(8)的电源，微处理器(6)自身进入待机休眠模块。

三轴加速度MEMS模块(1)正常处于休眠模式，当某一轴上的加速度变化超过了唤醒三轴加速度MEMS模块(1)的阈值，而三轴加速度MEMS模块(1)会主动唤醒微处理器(6)采集数据，如果采集的振动的数据没有超过预设的阈值，将采集的结果保持到微处理器(6)内部存储，接着微处理器(6)和三轴加速度MEMS模块(1)均接着进入睡眠，如果采集的振动数据超过了预设的阈值，则微处理器(6)控制电源打开通信模块(8)的电源，并通过通信模块把内存存储的数据发送到对应的云平台。发送完毕后关闭通信模块(8)的电源，微处理器(6)和三轴加速度MEMS模块(1)进入待机睡眠模式。

当现场使用时，将崩塌计（15）被安装在山体（11）上浇筑的水泥墩（17）上，将太阳能电池板（16）连接到锂电池电源模块(4),同时拉线位移计（10）拉线（13）的一端固定在山体（11）上的固定墩子（12）上。通信模块(8)的天线（14）伸出崩塌计（15）外部后放置无遮挡的地段。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。