[發明專利]一種橡膠壩震動形變及動態溢流水位監測分析系統及方法

有效

• 申請號: 201410128416.1
• 申請日: 2014-04-01
• 公開（公告）號: CN103954318A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 楊震威;崔偉;張明廣
• 申請（專利權）人: 山東康威通信技術股份有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.一種橡膠壩震動形變及動態溢流水位監測分析系統，其特征是，包括多個用于采集橡膠壩的各個運行參數的預警監測裝置，所述預警監測裝置采用工業現場數據總線接口單元實現與上位機的數據交互；所述上位機對預警監測裝置采集的數據進行處理及分析，數據異常時上位機將產生預警信息；

所述預警監測裝置包括低功耗MCU單元，所述低功耗MCU單元由低功耗遠程供電模塊供電，低功耗MCU單元由雙晶振電路單元提供時鐘，所述低功耗MCU單元還與RTC時鐘看門狗芯片、F-RAM鐵電存儲器、工業現場數據總線接口單元、溫濕度傳感器單元、3軸MEMS陀螺儀傳感器電路單元及3軸加速度傳感器電路單元分別通信，所述低功耗MCU單元還與壓力式水位采集單元及高精度水位采集單元相連。

2.如權利要求1所述的一種橡膠壩震動形變及動態溢流水位監測分析系統，其特征是，所述3軸加速度傳感器電路單元采集橡膠壩振動頻率、振動幅度及瞬間水平傾斜角度；3軸MEMS陀螺儀傳感器電路單元采集橡膠壩某位置的旋轉角加速度；高精度水位采集單元采集橡膠壩壩袋溢流水位高度；壓力式水位采集單元采集橡膠壩壩體的滲流壓力；溫濕度傳感器單元監測預警監測裝置內部是否有漏水或濕度過高，同時檢測現場環境溫度。

3.如權利要求1所述的一種橡膠壩震動形變及動態溢流水位監測分析系統，其特征是，所述預警監測裝置與上位機通信中斷時，低功耗MCU單元控制F-RAM鐵電存儲器按照RTC時鐘看門狗芯片提供的準確時間將各種采集數據記錄下來，待通信正常時自動上傳數據記錄或人工進行數據讀取。

4.如權利要求1所述的一種橡膠壩震動形變及動態溢流水位監測分析系統，其特征是，所述預警監測裝置采用IP68防護等級，封裝在一個一端開口的橡膠盒內，所述橡膠盒固定在橡膠壩頂部。

5.如權利要求1所述一種橡膠壩震動形變及動態溢流水位監測分析系統的方法，其特征是，包括以下步驟：

步驟一：預警監測裝置上電后首先進行系統初始化工作；

步驟二：初始化工作結束后，預警監測裝置默認以實時高速在線采集模式運行，并與上位機建立實時數據鏈路，實時調度各種傳感器進行數據采集，預警監測裝置通過工業現場數據總線接口單元與上位機實現數據交互；

步驟三：上位機下發配置信息到預警監測裝置實現控制采集模式，預警監測裝置按照設定的模式采集數據，上位機通過遠程通信方式定時或實時接收采集數據；

步驟四：上位機對接收到的數據進行數據解析，對每一幀數據進行協議分析，對預警監測裝置采集的參數數據進行數據融合和分析存儲；

步驟五：上位機將多數據融合后導入三維動畫引擎實時還原現場的橡膠的工作狀態，一旦出現數據異常上位機將產生預警信息，同時將自動彈出視頻監控畫面與現場3D模擬畫面供工作人員分析診斷橡膠壩的工作情況。

6.如權利要求5所述一種橡膠壩震動形變及動態溢流水位監測分析方法，其特征是，所述步驟一中，預警監測裝置初始化工作具體包括：自動載入3軸陀螺儀與3軸加速度計的校正偏移量及各個傳感器的報警閥值。

7.如權利要求5所述一種橡膠壩震動形變及動態溢流水位監測分析方法，其特征是，所述步驟二中，預警監測裝置采集的數據包括橡膠壩的旋轉角加速度、橡膠壩振動頻率、壩頂溢水高度、壩內壓力、壩體滲壓、振動幅度及瞬間水平傾斜角度。

8.如權利要求5所述一種橡膠壩震動形變及動態溢流水位監測分析方法，其特征是，所述步驟三中，預警監測裝置根據上位機下發配置指令更改運行模式，配置為離線低速模式時，預警監測裝置控制各傳感器采集數據，一旦發現數據異常，預警監測裝置自動進入振幅喚醒模式；

預警監測裝置內部有RTC實時時鐘，按設定的周期自動定時喚醒，而且允許上位機通過現場工業總線進行上位喚醒，終端喚醒后進入實時高速采集模式，與上位機建立數據鏈路，實現與上位機的數據交互，數據傳遞完畢后執行數據鏈路斷開，再次進入離線低速模式。

9.如權利要求5所述一種橡膠壩震動形變及動態溢流水位監測分析方法，其特征是，所述步驟五中上位機一旦產生預警信息，將第一時間以短信及電話方式通知相關責任負責人，同時通知本地值班人員做出相應處理。

10.如權利要求5所述一種橡膠壩震動形變及動態溢流水位監測分析方法，其特征是，所述上位機能夠同時處理不同地點多個預警監測裝置發來的監控數據。