面向泥石流灾害的物联网在线监测预警平台的设计与实施

摘要：利用无线传感器网络进行泥石流灾害监测预警相较于传统的监测方式，具有工作持续时间长，环境适应性强，数据采集量大，设备部署方便等优点。泥石流相关的物联网在线监测预警平台的设计与实施，实现了监测数据采集和预警信息的自动化管理，能够为灾害事故的防御和警示提供可靠资料。

关键词：泥石流灾害 物联网在线监测 预警平台

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）03-0151-01

随着世界科学技术的发展，无线传感器网络技术被开发出来，并得到了迅速的发展，应用于社会的的各个行业和领域。近年来，无线传感器网络开始运用于生态环境地质监测，其反馈结果良好。面向泥石流灾害的物联网在线监测预警平台，能够有效地对研究区泥石流的发生情况进行监测。

1 泥石流灾害的物联网在线监测预警平台的概述

我国是一个地质灾害发生率比较高的国家，地质灾害事件的发生和对灾害区域人们的生活存在很大的威胁。地质灾害的监测预警是一个比较复杂的工作，其工作主要任务是对山体滑坡、泥石流、山洪暴发等地质灾害进行研究和监测预警。利用物联网技术进行泥石流等地质灾害进行监测预警平台设计，以无线传感器网络对研究土壤水分、温湿度、土壤内部压力、GPS等环境基本信息进行采集，并利用ZIGbee无线通信技术将采集的信息反馈到泥石流检测中心，由检测中心对接收到的数据进行分析和处理。该系统的主要功能有：数据显示、数据图表显示、历史信息查询、网络拓补图和传感器网络系统的全局管理等。

2 泥石流灾害的物联网在线监测预警平台的设计

泥石流灾害的物联网在线监测预警平台主要分为无线传感器网络系统和泥石流灾害监测系统两部分。泥石流灾害监测预警系统从设计到开发是一个极为复杂的过程，其设计范围很广，工程量巨大。在设计时需要对其开发平台进行选择，并对其内部功能和结构框架进行设计。

2.1 无线传感器网络的泥石流检测

基于物联网的泥石流在线监测系统的设计主要分为：数据采集、信息输出和处理、上位机监控控制三个部分。基于物联网的泥石流在线监测系统首先由无线传感器进行数据自动采集、自动定位以及将采集数据自动数据存储上传。由数据采集终端进行自动定位、自动计量、本地显示存储等工作。传感器还需要实现安全保护功能，具有自动运行、通电保护、通电自行恢复运行、状态测试等能力，能够让系统进行自我保护，并方便其维修和故障处理。同时，其自动定位功能，需要能够显示设备的投放，并收集附近的地理信息，将其反馈到监控中心。传感器还需要能够进行自动检测，自行对研究区的土壤水分、温湿度、土壤内部压力、GPS等环境基本信息进行记录。本地显示存储主要是用于产看当前历史水质信息，能够存储本地数据。数据处理主要是对泥石流监测系统的数据进行分析和处理，计算出地质的参数改变，并给供用户提供相关数据。

2.2 监测预警平台的设计

（1）系统开发平台。泥石流灾害监测预警系统可选择J2EE开放台进行系统开发，在进行系统界面设计时，为其功能扩展提供方便。对该系统开发原因和需求进行分析，数据库使用ExtJS4.1、Java以及Oracle ll相较于其他开发软件较为合适，能够加快泥石流灾害监测预警系统开发的速度。（2）检测系统的结构框架设计。系统开发需遵循实用、可靠、简洁易懂、功能可扩展、整体规划分层实施五大原则。系统开发用于泥石流灾害监测预警，实用性是其基本原则，直接决定着系统质量的好坏，系统不仅需要满足泥石流灾害的监测、将其动态数据反馈到监测中心，还需要对泥石流灾害的发生进行预警，让灾害区居民能够及时得到消息并撤离，减少人们的财产损失。系统可靠性保证其安全、顺利运行，让用户得到信息的准确性和及时性得到保障，让系统为泥石流的检测和预警提供可靠数据。

以SSH的服务器端体系结构设计为例。按照系统的开发要求，服务器端采取总体规划和分层实施的方式进行设计。将其分为以下三个层次：Action层、Service业务逻辑层和DAO数据。这种分层能够在很大程度上降低结构的耦合性，提高团队开发工作的协调性，缩短系统开发的时间，并降低其开发过程中出现的风险。系统的后台逻辑框架具体如图1。其中BaseAction的主要作用在于实现系统代码的可重复运行；业务Action继承自BaseAction；PcServiceTemplatelf作为Serwice层的常用接口，主要用于该层次的业务封装等。该系统中的DAO层的作用是完成数据持久，能够实现数据库资料的修改和查询；Serwice层主要用于设计系统业务的逻辑，实现接口之间与类之间的联系，方便接口调用。Action层的主要作用在于控制业务流程并展示前台页面。

3 结语

泥石流是一种自然灾害，会给灾害区域人们的生活带来很大的负面影响。基于物联网在线监控预警平台对泥石流灾害进行实时检测，运用了无线传感器网络、GIS技术、GPS技术、RS技术等高新技术，相较于传统的监测方式具有节省时间、人力、物力等优势。物联网在线监控预警平台将成为环境监测的主要研究方向。

参考文献

[1]胡凤燕.G108秦岭灾害天气和地质灾害监测预警研究[D].长安大学，2014.

[2]欧阳何顺.泥石流临灾监测预警关键技术的研究[D].兰州大学，2013.