[發明專利]一種智能樓宇沉降變形遠程監測裝置

在審

• 申請號: 201711000756.6
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN107643715A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 陳美金
• 申請（專利權）人: 湖州慧能機電科技有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 連圍

技術領域

本發明涉及物聯網監控技術領域，特別涉及一種智能樓宇沉降變形遠程監測裝置。

背景技術

物聯網是在計算機互聯網的基礎上，利用RFID、無線數據通信等技術，構造一個覆蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”。在這個網絡中，物品能夠彼此進行“交流”，而無需人的干預。其實質是利用射頻自動識別等各種傳感技術，通過計算機互聯網實現物品的自動識別和信息的互聯與共享。目前業界普遍認可的物聯網概念是通過射頻(RFID)、紅外感應器、全球定位系統(GPS)、激光掃描器、環境傳感器、圖像感知器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。

隨著我國社會經濟的發展，高達建筑物日益增多，由于各種因素的影響，在這些工程建筑物及其設備的運營過程中，都會產生變形。這種變形在一定限度內，應認為是正常的現象，但如果超過了規定的限度，就會影響建筑物的正常使用，嚴重時還會危及建筑物的安全。因此，在建筑物的施工和運營期間，必須對它們進行變形監測；另一方面，為了進行科學研究以及以后的地基基礎設計提供一些經驗數據，也需要對建筑物進行變形監測。建筑物的變形監測內容一般有沉降監測、位移監測和傾斜變形監測等等，而建筑物的傾斜、裂縫等情況往往是由建筑物不均勻沉降引起的，這就要求對建筑物尤其是對高層建筑物進行沉降監測。通過變形監測，對所得到的變形監測數據進行分析，從而對建筑物的運營狀態進行判斷，當發現不正常狀況時，需及時對其進行分析，找出原因并采取措施，以保證建筑施工及使用的安全。

在地面沉降變形監測種，使用最為普及的是傳統測量方法，該方法是在需要進行監測的區域，按照一定的原則，布設一定數量的監測點，定期或不定期地進行點位三維坐標測量。其中，地面點的平面位置監測，采用測角、量距的方法進行；高程監測，采用水準測量的方法進行。這種監測，一般操作簡單，精度高，但人工成本高，費時費力。

發明內容

(一)解決的技術問題

為了解決上述問題，本發明提供了一種智能樓宇沉降變形遠程監測裝置，具有觀測不受氣候條件限制，測站間無需保持通視，可同時測定點的三維位移及自動化程度高等優點，大大降低了人工成本，提高了監測效率。

(二)技術方案

一種智能樓宇沉降變形遠程監測裝置，包括信息采集模塊、MCU處理模塊、無線傳輸模塊和電源供電模塊，所述信息采集模塊輸出連接所述MCU處理模塊，所述MCU處理模塊經所述無線傳輸模塊與上位機進行通信連接，所述電源供電模塊為其余各模塊提供電壓；所述信息采集模塊包括水平位移采集單元、垂直位移采集單元、基準線距離測量單元和GPS定位單元，所述水平位移采集單元監測樓宇在平面位置上隨時間變化的位移量，所述垂直位移采集單元監測樓宇和地基在垂直方向上的位移，所述基準線距離測量單元監測樓宇偏離基準線的距離，所述GPS定位單元接收GPS導航衛星傳來的導航電文。

進一步的，所述MCU處理模塊和所述無線傳輸模塊采用集成了8051微控制器內核的ZigBee無線芯片電路。

進一步的，所述水平位移采集單元為直線位移傳感器。

進一步的，所述垂直位移采集單元為伺服式加速度傳感器。

進一步的，所述基準線距離測量單元為超聲波傳感器。

進一步的，所述GPS定位單元采用GPS傳感器電路。

進一步的，所述電源供電模塊包括電池、電源穩壓單元和電流電壓保護單元。

再進一步的，所述ZigBee無線芯片電路包括ZigBee無線芯片、射頻天線、連接器、JTAG接頭、第一和第二晶振、第一和第二電感、第一～第十三電容和第一電阻，其中所述ZigBee無線芯片為40pin CC2530。

再進一步的，所述GPS傳感器電路包括GPS傳感器芯片、第三電感、第十四電容和第二電阻，其中所述GPS傳感器芯片為24pin Ublox NEO 5Q。

再進一步的，所述電池為鋰電池或太陽能電池板。

(三)有益效果

本發明提供了一種智能樓宇沉降變形遠程監測裝置，利用GPS和計算機技術、數據通訊技術實現從數據采集、傳輸、管理的自動化，達到遠程在線網絡實時監控的目的，監測不受氣候條件限制，測站間無需保持通視，可同時測定點的三維位移及自動化程度高等優點，大大降低了人工成本，提高了監測效率，系統功耗低，成本低廉，精度高，可靠性和穩定性好，具有良好的自適應性和可擴展性。

附圖說明