一種形變自動化監測系統的製作方法
2023-04-27 19:54:06 1
本實用新型屬於「測繪科學與技術」學科中的形變監測領域，主要涉及到大地測量學中有關地質和精密工程形變監測系統。
背景技術：
在大型建築物、道路橋梁、水力水電、礦山安全等形變位移監測工作中，目前國內大多利用傳統的光學測量儀器進行人工監測，不僅設備昂貴，還需進行周期性重複性測量，要求專人專職，前期外業測量工作消耗大量的時間、人力、物力以及財力；後期數據的處理難度又比較大，整個過程繁瑣，容易出錯，並且還嚴重受外界天氣環境影響，效率和精度都比較低，因此，對變形體進行長期、高效的實時性監測工作成了業界人員比較棘手的問題。
目前，我國對大壩、橋梁、邊坡、高層建築等的安全問題越來越重視，隨著GNSS技術的不斷發展，國內外逐漸出現以「GNSS」終端監測設備和多種傳感器為主的監測項目，新的監測模式也順勢而生。新的監測模式一般包括形變監測設備和數據傳輸接收處理及報警系統，目前各個監測站的數據傳輸採用有線或者無線的方式進行傳輸時，往往在各個監測點均架設電纜或者插入SIM卡，材料成本高且不便於後期維護處理。除此之外，有關涉及天線的支架方面，由於對天線的穩固、可靠的高要求，傳統固定觀測墩採用鋼筋混凝土澆灌而成，其成本較高，施工量大，容易受外界因素幹擾的同時還存在不可重複使用的問題；目前的報警系統，大多採用語音提示裝置或者預警裝置，有人值守時才能發現險情。
技術實現要素：
本實用新型的目的在於提供一種形變自動化監測系統，解決傳統純人工使用光學測量儀器進行形變監測效率低，容易出現錯測或者測算的情況，無法做到周期不間斷持續性監測的問題，實現監測的實時性並提供多方面的預警機制，通過多個監測點數據採集模塊共用無線AP的方式，降低材料成本。
本實用新型的目的及其解決的技術問題通過以下技術方案來實現：
本實用新型提供了一種形變自動化監測系統，包括數據採集模塊、數據處理模塊和報警模塊，報警模塊與數據處理模塊連接，數據採集模塊包括固定設置的基準點數據採集模塊和多個設於待檢測物體易變形位置的監測點數據採集模塊，基準點數據採集模塊將基準位置信息發送到數據處理模塊，監測點數據採集模塊之間設有無線AP用於提供待檢測區域內的網絡環境，監測點數據採集模塊與無線AP無線連接將接收到的GNSS衛星信號觀測數據發送到數據處理模塊。
在本實用新型的一種設計中，監測點數據採集模塊包括匹配無線AP的WIFI單元和具有信號接收處理功能的GNSS單元，WIFI單元與GNSS單元連接。
在本實用新型的一種設計中，基準點數據採集模塊為1個或者多個。
在本實用新型的一種設計中，無線AP為1個或者多個。
在本實用新型的一種設計中，報警模塊上設有蜂鳴器或報警指示燈。
在本實用新型的一種設計中，GNSS單元中的GNSS天線固定於豎直不鏽鋼支架上，豎直不鏽鋼支架焊接在控制板上，控制板通過螺絲固定在監測點處。
本實用新型的有益效果為：通過在檢測前一次性布設數據採集模塊，就可實現長期持續性的監測，數據可靠，能夠準確實時的洞察監測點的形變情況，改善傳統人工檢測中出現周期性、重複性監測效率低、非實時的監控狀況；監測數據經過後臺軟體解算後的精度達到毫米級，形變監測精度比較高，改善了傳統人工監測中出現錯測、誤算引起檢測不準確的情況；數個數據採集模塊共用無線AP提供的區域內的網絡環境將數據傳輸給數據處理分析機構，大大降低了現有技術中通過各個監測點均架設電纜或者插入SIM卡兩種方式進行數據傳輸的成本，並解決了後期維護處理不方便的問題；數據採集模塊的安裝方式，結構簡單，牢靠穩固，可重複性使用，改善了現有技術中用混凝土進行澆灌的方式建立觀測墩時成本高、施工時間久的問題；監測信息通過監控中心、Web端、手機APP多方式顯示和簡訊、微信、郵箱、警報器多路徑預警，比現有的技術更加全面，能夠做到遠程監測和預警，實現無人值守、高精度監測、連續自動、實時預警、長期持續性的形變監測。
附圖說明
圖1為形變自動化監測系統的結構示意圖；
圖2為形變自動化監測系統中GNSS天線固定的結構示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明了，以下結合附圖對本實用新型進行進一步的詳細描述：
如圖1所示，本實用新型所提供的一種形變自動化監測系統，包括數據採集模塊，數據處理模塊3和報警模塊4，報警模塊4與數據處理模塊3連接，數據採集模塊3包括多個設於待檢測物體易變形位置的監測點數據採集模塊1和固定設置的基準點數據採集模塊2，基準點數據採集模塊2將基準位置信息發送到數據處理模塊3，監測點數據採集模塊1之間設有無線AP 5用於提供待檢測區域內的網絡環境，監測點數據採集模塊1與無線AP 5 無線連接將接收到的GNSS衛星信號觀測數據發送到數據處理模塊3。監測點數據採集模塊1和基準點數據採集模塊2分別包括GNSS單元和WIFI單元，GNSS單元和WIFI單元連接，WIFI單元匹配已經覆蓋的無線網絡熱點，GNSS模塊將各自接收到的衛星信號數據通過連接的無線網絡熱點WIFI發送給數據處理模塊3，數據處理模塊3自動記錄接收到的觀測數據，將解算後得到的ENU（空間直角坐標）偏移量與設置的相應閾值作比較，當偏移量超過事先設定的閾值時，自動觸發報警模塊4，報警模塊4上設有蜂鳴器或報警指示燈等能夠及時發出預警信號，可以通過報警指示燈燈光的閃爍或者聲音提示進行預警，也可以發送簡訊、微信、郵件等。監測數據還可以通過監控中心、APP端、Web端（網站）隨時查看，能夠做到遠程監測和預警，實現無人值守、高精度監測、連續自動、實時預警、長期持續性的形變監測。
監測點數據採集模塊1根據項目需要布設在監測機構體易變形的部位；基準點數據採集模塊2與監測點數據採集機模塊1的不同點在於，基準點作為監測形變的基準一般固定設置於空曠無遮擋的位置，根據需要可以設置多個；無線AP 5根據各個監測點數據採集模塊的位置可以設置多個，以保證各個監測點的數據採集模塊均落在無線信號覆蓋的範圍內。
無線AP建立的監測熱點可以通過有線和無線的兩種方式來實現，有線方式為實現有線傳輸的數據協議轉換器，即將網線插入RJ45網口，完成從有線網絡到無線網絡的過渡；無線是通過在無線AP中插入SIM卡，通過數據通信網絡來建立無線網絡信號。
在形變自動化監測系統中，設立數據採集模塊2時最重要的就是GNSS單元中GNSS天線8的固定和安置，目前大多數的檢測模式主要是將GNSS天線固定在混凝土澆灌的觀測墩上，以滿足天線穩定性和可靠性的要求，但是觀測墩的施工難度較大，周期較長，需要花費大量的人力和時間。在本實用新型中，如圖2所示，當監測橋梁、建築物等變形體時，將不鏽鋼支架7焊接在一個控制板6上，可以通過螺絲等方式固定在監測點處，將GNSS天線8固定在支架7上即可。此種GNSS天線的固定方式省時、省力，縮短了施工周期，能夠進行回收利用，同時還保證了天線的穩定性和可靠性。
以上具體實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非限制，本領域的技術人員應當理解，在不脫離本發明技術方案的精神和範圍內所做的修改，均涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。