[發明專利]基于微型加速度傳感器的幕墻頻率安全監測系統和方法

在審

• 申請號: 202010543977.3
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111504393A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 劉棟;杜忠誠;詹杰星;祖震;黃忠胤
• 申請（專利權）人: 上海檬知智能科技有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;E04B2/88
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 陳圣清

1.一種基于微型加速度傳感器的幕墻頻率安全監測系統，其特征在于，包括：幕墻監測傳感器和幕墻監測預警平臺；

所述幕墻監測傳感器包括數據采集模塊、數據分析模塊、脫落預警模塊、傳感器定位模塊和通信模塊，所述幕墻監測傳感器固定于玻璃幕墻上，所述幕墻監測預警平臺包括故障診斷模塊、安全管理模塊和遠程控制模塊；

所述數據采集模塊包括MEMS三向加速度傳感器和絕對壓力傳感器，所述MEMS三向加速度傳感器和所述絕對壓力傳感器將采集到的模擬量電壓值傳輸至所述數據分析模塊，所述數據分析模塊用于將所述模擬量電壓值轉換得到對應的數字量電壓值，并分別計算得到所述模擬量電壓值和所述數字量電壓值的分析數據；

所述脫落預警模塊用于根據所述模擬量電壓值和所述數字量電壓值及相應的分析數據，分別與預設的對應閾值進行比對，以判斷所述玻璃幕墻是否存在安全風險，所述傳感器定位模塊用于提供所述玻璃幕墻和所安裝的傳感器的數據信息，所述通信模塊用于將所述數據分析模塊、所述脫落預警模塊和所述傳感器定位模塊輸出的數據發送至所述幕墻監測預警平臺；

所述故障診斷模塊用于對所述數據分析模塊輸出的所述模擬量電壓值和所述數字量電壓值的原始數據和分析數據進行監測，得到所述玻璃幕墻的固有頻率變化趨勢；

所述安全管理模塊用于對所述數據分析模塊輸出的所述模擬量電壓值和所述數字量電壓值的分析數據進行監測，得到所述玻璃幕墻的位姿狀態以及安全系數；

所述遠程控制模塊用于控制所述幕墻監測傳感器的采集參數。

2.根據權利要求1所述的基于微型加速度傳感器的幕墻頻率安全監測系統，其特征在于，所述數據分析模塊包括電壓判斷模塊、數據預處理模塊、模數轉換模塊和數據處理模塊，所述數據處理模塊包括數據存儲模塊和MCU微處理器模塊；

所述電壓判斷模塊接收所述數據采集模塊采集的模擬量電壓值，所述電壓判斷模塊用于判斷所述加速度傳感器的電壓變化和所述絕對壓力傳感器的電壓變化與相應的電壓閾值的比對值，還用于計算所述模擬量電壓值的平均值、有效值和標準差與相應的閾值的比對值；

所述數據預處理模塊用于對所述模擬量電壓值進行濾波處理，還用于將所述玻璃幕墻的振動加速度信號積分為振動位移信號；

所述模數轉換模塊用于將輸入的模擬量電壓值信號轉換為數字量電壓值信號；

所述MCU微處理器模塊用于對輸入的數字量電壓值進行平均值、有效值、標準差和FFT頻譜的計算，并將原始數據和分析結果暫存至所述數據存儲模塊中。

3.根據權利要求2所述的基于微型加速度傳感器的幕墻頻率安全監測系統，其特征在于，所述幕墻監測預警平臺還包括數據展示模塊，所述數據展示模塊用于展示所述數據分析模塊輸出的所述數字量電壓值的分析數據、所述玻璃幕墻的固有頻率變化趨勢以及所述玻璃幕墻的位姿狀態和安全系數。

4.根據權利要求3所述的基于微型加速度傳感器的幕墻頻率安全監測系統，其特征在于，所述幕墻監測預警平臺還包括智能算法模塊，所述智能算法模塊基于傅里葉級數算法與神經網絡算法、使用高偏差/低方差的分類器進行場景訓練，利用訓練后的智能算法模塊對接收到的所述數字量電壓值的分析數據進行分析，判斷得到所述玻璃幕墻的安全性能。

5.根據權利要求3所述的基于微型加速度傳感器的幕墻頻率安全監測系統，其特征在于，所述幕墻監測預警平臺還包括遠程控制模塊，所述遠程控制模塊用于提供用以控制所述幕墻監測傳感器采集參數的控件，并由所述數據展示模塊顯示。

6.根據權利要求5所述的基于微型加速度傳感器的幕墻頻率安全監測系統，其特征在于，所述幕墻監測傳感器還包括能源管理模塊，所述能源管理模塊包括內置鋰電池、外置太陽能電池和能源收集模塊，所述內置鋰電池通過所述能源收集模塊與所述外置太陽能電池相連接，所述內置鋰電池用于給所述幕墻監測傳感器提供能源，所述通信模塊還將所述能源管理模塊的剩余電量信息發送至所述幕墻監測預警平臺。