CN105321327A - 一种用于高大模板支撑系统的自动监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于高大模板支撑系统的自动监测系统，是基于微控制器、无线传输、测距仪、轴力计、测斜仪的自动化监测领域，可实现高大模板支撑系统多参数监测、无线传输管理的模块，涉及到建筑施工安全监测行业领域。它包括轴力计、测距模块、测斜仪三个传感器模块；轴力计、测距模块、测斜仪三个传感器模块与微控制器相连接，数据存储模块位于微控制器内，无线发射模块与微控制器相连接，无线发射天线通过馈线与无线发射模块相连接；该系统它还包括一太阳能供电的组装置，它包括太阳能板、锂电池及充放电管理电路、水工电缆；太阳能板通过水工电缆与锂电池及充放电管理电路连接，锂电池及充放电管理电路与微控制器相连接。

Description

一种用于高大模板支撑系统的自动监测系统

技术领域

本发明涉及一种用于高大模板支撑系统的自动监测系统，是基于微控制器、无线传输、测距仪、轴力计、测斜仪的自动化监测领域，可实现高大模板支撑系统多参数监测、无线传输管理的模块，涉及到建筑施工安全监测行业领域。

背景技术

目前在高大模板支撑系统应用领域，应用的数量多、范围广、工况复杂，同时随着社会对施工安全的关注度越来越高，对高大模板支撑系统的监测要求也随之而生，而传统人工测量方式逐渐难以满足需求。

高大模板支撑系统中支撑部件的位移、应力、倾斜关注到整个支撑系统的稳定程度，当个别部件发生偏载或沉降时，会导致验证后果，甚至出现坍塌的危险。因此，在高大模板支撑系统的监测领域，主要以测量构件的位移、应力、倾斜为主要监测内容。

传统的监测方法主要是靠人工定时检测，使用全站仪等设设备对关键部件的位移沉降进行监测，全站仪使用、维护成本较高，对操作人员的素质也有一定要求。

传统人工监测系统实现存在以下的不足：

首先，人工监测的方式不能实现实时全天候测量；其次，传统监测方法主要依靠全站仪实现测量，全站仪的硬件成本、维护成本相对较高。

综上所述，传统的监测系统中对实时全天候测量、自动化监测等方面，且在系统安装实施、后期维护等方面存在一定的局限性，难以满足当前的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于以下三点：（1）实现实时、全天候自动化测量；（2）可完成对监测部件或位置位移、应力、倾斜的测量；（3）由于高支模系统工况复杂，难以布线、供电等，本发明可实现太阳能电池供电、无线数据传输功能，以提高系统的实用性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于高大模板支撑系统的自动监测系统，它包括轴力计、测距模块、测斜仪三个传感器模块；

轴力计、测距模块、测斜仪三个传感器模块与微控制器相连接，数据存储模块位于微控制器内，无线发射模块与微控制器相连接，无线发射天线通过馈线与无线发射模块相连接；

该系统它还包括一太阳能供电的组装置，它包括太阳能板、锂电池及充放电管理电路、水工电缆；太阳能板通过水工电缆与锂电池及充放电管理电路连接，锂电池及充放电管理电路与微控制器相连接。

自动监测系统内置在防水电工箱中。

监测系统内部设计有一个32位STM32微控制器，作为主控制器，自动管理和驱动系统各测量模块，同时完成数据管理、传输。在对应的设置自动采集模式下，系统可实现自动采集。

系统内部设计有一个三向激光测距模块，即三个独立的激光模块按照三个方向进行放置，以实现三向位移的测量，同时为提高测量精度，每一个测量方向的激光测距模块都配置有反光板，以解决在光线复杂情况下测量的精度问题。系统设计有轴力计采集接口，可完成对轴力计数据的采集功能，以是实现支撑力的参数测量。系统同时设计有测斜仪采集接口，可是实现支持部件的倾斜角度测量。

设计时考虑到系统所处的现场工况较为复杂，布线后的防护、供电的可靠性等均难以保证，因此，本系统设计由太阳能板充电、锂电池供电方式，彻底解决现场供电的难题。同时系统内置无线数据传输模块，解决了数据传输的问题，实现了系统的无线化。

为实现全天候实时测量，系统控制部分可实现自动控制，设计配套防护箱、三脚云台等装置，以保证系统可在户外正常使用。

本发明的有益效果：

综上所述，本发明的监测系统通过微型控制器的自动控制，可实现自动位移、应力、倾斜测量功能，并通过无线进行传输，且系统是太阳能供电的装置，因此可实现实时全天候、三参数测量的功能，弥补了传统监测系统中不足。

附图说明

图1为本发明的的结构框图；

图2为本发明的实际安装示意图；

图2中：10是无线发射天线；21是系统控制模块；4是太阳能板；22是四芯传输电缆；23是实际支撑力柱（被测对象）；3是测斜仪；1是轴力计；24是反光板；2是测距模块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述：

一种用于高大模板支撑系统的自动监测系统，它包括轴力计1、测距模块2、测斜仪3三个传感器模块；

轴力计1、测距模块2、测斜仪3三个传感器模块与微控制器6相连接，数据存储模块7位于微控制器6内，无线发射模块12与微控制器6相连接，无线发射天线10通过馈线11与无线发射模块12相连接；

该系统它还包括一太阳能供电的组装置，它包括太阳能板4、锂电池及充放电管理电路9、水工电缆8；太阳能板4通过水工电缆8与锂电池及充放电管理电路9连接，锂电池及充放电管理电路9与微控制器6相连接。

自动监测系统内置在防水电工箱5中。

首先安装轴力计、测斜仪、测距仪，安装时必须固定可靠，在轴力计上下接触面需使用垫板。将系统控制模块，安装于硬质地面，可通过三脚云台调整监测仪位置在水平位置，调整完毕后调整天线、太阳能电池板的角度和位置。

打开系统控制模块电源开关，此时无线模块自动获取无线网络地址，并进行数据通信，控制模块可自动对无线网络数据进行管理、采集、存储。

通过在无线管理端可设置控制模块的实时时钟、采集间隔、采集方式等参数，启动后，控制模块自动监测仪可实现自动测量、无线传输功能。

无线模块使用的天线应尽量远离大面积的金属平面及地面，安装设备时，要使天线距离金属管或者金属平面至少15cm，安装位置至少离地面1米以上。并尽量减少天线之间的障碍物。

现场安装时，应将太阳能板朝向正南方向（夏季稍偏西，冬季稍偏东），一般倾斜角为45度角（现场依据实际情况，可稍微调整），因为45度角不仅可以有效的吸收光能还可以最大限度的减少风阻和增加支架的支撑力，以保证锂电池一天内的有效充电时间。

现场安装时反光板应固定可靠，监测仪与反光板之间应无遮挡，以避免对位移数据采集的影响。

Claims (2)

1.一种用于高大模板支撑系统的自动监测系统，其特征在于：它包括轴力计（1）、测距模块（2）、测斜仪（3）三个传感器模块；

轴力计（1）、测距模块（2）、测斜仪（3）三个传感器模块与微控制器（6）相连接，数据存储模块（7）位于微控制器（6）内，无线发射模块（12）与微控制器（6）相连接，无线发射天线（10）通过馈线（11）与无线发射模块（12）相连接；

该系统它还包括一太阳能供电的组装置，它包括太阳能板（4）、锂电池及充放电管理电路（9）、水工电缆（8）；太阳能板（4）通过水工电缆（8）与锂电池及充放电管理电路（9）连接，锂电池及充放电管理电路（9）与微控制器（6）相连接。

2.根据权利要求1所述的用于高大模板支撑系统的自动监测系统，其特征在于：自动监测系统内置在防水电工箱（5）中。