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中国地质调查局地质环境监测院再次获得2项实用新型专利!
时间:2020-06-08 09:35  浏览:228
  地质灾害监测方法地质灾害的监测方法可用简易监测和仪器监测。及时掌握灾害体变形动态,分析其稳定性,超前做出预测预报,防止灾难发生。为灾害治理工程等提供可靠资料和科学依据。为政府部门对在地质灾害易发区的经济建设、环境治理等方面的规划和决策提供基础依据。向全社会提供崩塌、滑坡监测信息服务。

       2019年中国地质环境监测院获得专利:“一种基于窄带物联网的分布式滑坡监测预警系统”。日前,中国地质调查局地质环境监测院再次获得2项实用新型专利“一种混合定位形变监测仪”和“一种多链路通讯地质灾害GNSS监测系统”。另有2项发明专利进入实质审查阶段。

       已授权的3项专利均瞄准当前地质灾害监测预警中的痛点,结合MEMS传感器、窄带物联网、星基物联网、GNSS和IMU等技术,重点解决目前监测设备损坏率高、预警到达率低,GNSS无法实现高精度实时监测及必须依靠电信网络传输数据等问题。下一步将积极推进相关成果转化工作。

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       窄带物联网

       缩写 NB-IoT,是万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络,只消耗大约180kHz的带宽,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。NB-IoT聚焦于低功耗广覆盖(LPWA)物联网(IoT)市场,是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术。具有覆盖广、连接多、速率快、成本低、功耗低、架构优等特点。NB-IoT使用License频段,可采取带内、保护带或独立载波等三种部署方式,与现有网络共存。

       NB-IoT具备四大特点:

       一、是广覆盖,将提供改进的室内覆盖,在同样的频段下,NB-IoT比现有的网络增益20dB,相当于提升了100倍覆盖区域的能力;

       二、是具备支撑连接的能力,NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接,支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构;

       三、是更低功耗,NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年;

       四、是更低的模块成本,企业预期的单个接连模块不超过5美元。

       滑坡监测预警系统

       涉及地质灾害监测领域,包括服务器、传感器部分和信息传输部分,传感器部分和服务器之间通过信息传输部分形成通信连接,其特征在于,所述传感器部分包括位移传感器、降雨量传感器和地下水位传感器,以及锚杆应力传感器、锚索应力传感器,所述信息传输部分包括GPRS信号传输装置或北斗信号传输装置。除一般地表调查和宏观观察外,还应用多种仪器进行观测和记录。常用的有测定滑坡体位移和裂缝发展的倾斜仪,还有应变仪、测震仪、地音仪、地电仪等。各种监测手段相互配合,形成较完整的立体监测系统。

       GNSS监测系统

       全球导航卫星系统定位是利用一组卫星的伪距、星历、卫星发射时间等观测量,同时还必须知道用户钟差。全球导航卫星系统是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的3维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统。我国北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具短报文通信能力,已经初步具备区域导航、定位和授时能力,随着北斗系统建设和服务能力的发展,相关产品已广泛应用于交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域。

       MEMS传感器

       是在微电子技术基础上发展起来的多学科交叉的前沿研究领域。经过四十多年的发展,已成为世界瞩目的重大科技领域之一。它涉及电子、机械、材料、物理学、化学、生物学、医学等多种学科与技术,具有广阔的应用前景。截止到2010年,全世界有大约600余家单位从事MEMS的研制和生产工作,已研制出包括微型压力传感器、加速度传感器、微喷墨打印头、数字微镜显示器在内的几百种产品,其中MEMS传感器占相当大的比例。MEMS传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。与传统的传感器相比,它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。同时,在微米量级的特征尺寸使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。

       惯性测量单元(IMU技术)

       测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置。惯性测量装置IMU属于捷联式惯导,该系统有三个加速度传感器与三个角速度传感器(陀螺)组成,加速度计用来感受飞机相对于地垂线的加速度分量,角速度传感器用来感受飞机的角度信息,该子部件主要有两个A/D转换器AD7716BS与64K的E/EPROM存储器X25650构成,A/D转换器采用IMU各传感器的模拟变量,转换为数字信息后经过CPU计算后最后输出飞机俯仰角度、倾斜角度与侧滑角度,E/EPROM存储器主要存储了IMU各传感器的线性曲线图与IMU各传感器的件号与序号,部品在刚开机时,图像处理单元读取E/EPROM内的线性曲线参数为后续角度计算提供初始信息。IMU的具体实物见图。
 
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