CN106032982A - 建筑物倾斜变形的自动化监测预警方法及监测预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种建筑物倾斜变形的自动化监测预警方法及监测预警系统，该方法包括步骤：在建筑物顶部的各个角位置处水平安装变形无线感知传感器；其中，较优地，变形无线感知传感器低功耗自供电，与监测基站之间无线通讯，且不需供电及通讯线缆，体积小，安装简便，安装后不需额外保护，价格低廉，可实现至少五年的长期独立工作，彻底解决常规监测系统线缆易损坏的难题；当建筑物发生倾斜变形时，根据各变形无线感知传感器获取的倾斜变形值，与规定的允许倾斜变形值相比较，进行预警。本发明可监测建筑物倾斜变形情况并进行预警，特别适用于因地铁施工引起的周边建筑物倾斜变形监测。

Description

建筑物倾斜变形的自动化监测预警方法及监测预警系统

技术领域

本发明涉及建筑物倾斜变形监测，尤其涉及一种无线缆、可长期独立工作的建筑物倾斜变形监测预警方法及监测预警系统，特别适用于因地铁施工引起的周边建筑物倾斜变形监测。

背景技术

建筑物的倾斜变形是一种较为常见的建筑问题，导致建筑倾斜的原因多种多样，其中地铁施工经常导致周边建筑物发生倾斜变形，是地铁建设中频繁遇到的问题，建筑物的倾斜变形直接影响着建筑物的正常使用功能，威胁到周边居民的人生财产安全。目前对于地铁施工引发的周边建筑物倾斜变形的监测技术主要靠以人工测量为主，监测方法落后复杂，数据不够精确，监测费时费力，而且这种监测手段中人工费用较高；因此，急需研发一种方便快捷、先进，可以自动化、智能化对建筑物倾斜变形进行监测的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术存在的不足，而提出一种建筑物倾斜变形的自动化监测预警方法及监测预警系统，以方便快捷的实现简单、高精度的建筑物倾斜变形监测。

为解决上述技术问题，本发明提出一种建筑物倾斜变形的自动化监测预警方法，包括步骤：在建筑物顶部各个角水平布置多个变形无线感知传感器；当建筑物发生倾斜变形时，所述变形无线感知传感器获取建筑物倾角变化量，根据所述倾角变化量计算出建筑物倾斜值，据此实时监测建筑物的倾斜变形情况。

进一步地，所述变形无线感知传感器包括，用以产生变形倾角数据模拟信号的低功耗倾角传感芯片、用以将所述变形倾角数据模拟信号转换成数字信号的信号转换模块、用以对所述数字信号进行处理的处理器、用以将所述数字信号向外传输的数据传输模块，以及用以供电的电池；

所述低功耗倾角传感芯片通过所述信号转换模块连接所述处理器，所述数据传输模块连接所述处理器；其中，所述处理器包括处理器本体和时钟单元，所述时钟单元由所述电池持续供电，所述时钟单元控制所述电池以设定时间间隔交替开启或关闭对所述倾角传感芯片、信号转换模块、处理器本体和所述数据传输模块的电力供应。

进一步地，提供至少一监测基站，通过所述监测基站传输各变形无线感知传感器测得的数据；所述变形无线感知传感器与所述监测基站之间无线通讯。

进一步地，所述变形无线感知传感器自供电独立工作，各变形无线感知传感器之间以及所述变形无线感知传感器与所述基站之间无线缆安装。

进一步地，提供一后台服务器，与所述监测基站无线通讯，根据所述各变形无线感知传感器获取的所述倾角变化量，计算得到建筑物的所述倾斜值。

进一步地，所述后台服务器将所述倾斜值与预设值比较，当所述倾斜值超过所述预设值时，进行安全预警。

进一步地，所述建筑物为地铁施工影响范围内的建筑物。

本发明还包括一种建筑物倾斜变形的自动化监测预警系统，包括：多个变形无线感知传感器，在建筑物顶部各个角水平布置；至少一监测基站，监测基站通过无线通讯方式获取各变形无线感知传感器测得的数据，并向外传输。

进一步地，所述变形无线感知传感器自供电独立工作，以实现各变形无线感知传感器之间以及变形无线感知传感器与所述监测基站之间无线缆安装。

进一步地，所述监测预警系统还包括一后台服务器，所述后台服务器与所述监测基站无线通讯，用以接收所述监测基站传输的数据并进行处理，以获得建筑物倾斜情况。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

本发明根据在建筑物顶部各个角水平布置的多个变形无线感知传感器对倾斜角度的感知，再通过与预设值的对比，获得被测建筑物倾斜变形情况，监测简便、快速高效；变形无线感知传感器可自动监测建筑物的倾斜变形，无需人为介入测量，不存在人为测量造成的人为误差，数据可靠，精度高，数据可实现实时远程无线传输，自动化程度高；本发明能实时监测建筑物的倾斜变形情况。

进一步地，变形无线感知传感器为自供电低功耗的独立工作单元，可实现变形无线感知传感器之间以及变形无线感知传感器与监测基站之间的无线缆安装，价格低廉，安装简便，易于保护，可实现至少五年的长期工作，解决线缆易损坏的难题。

附图说明

图1是本发明变形无线感知传感器测量建筑物倾斜变形的俯视示意图。

图2是本发明变形无线感知传感器测量建筑物倾斜变形的侧视示意图。

图3是本发明建筑物倾斜变形的自动化监测预警方法步骤流程示意图。

图4是本发明建筑物倾斜变形的自动化监测预警系统的结构示意图。

附图标记说明如下：1、变形无线感知传感器；2、监测基站；3、后台服务器。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

参阅图1至图4所示，本发明提供了一种建筑物倾斜变形的自动化监测预警系统，包括多个变形无线感知传感器1、至少一监测基站2和后台服务器3。

多个变形无线感知传感器1在建筑物顶部各个角水平布置，其可以测水平两个垂直方向的倾角变化量； 监测基站2通过无线通讯方式获取各变形无线感知传感器1测得的数据并向外传输；变形无线感知传感器1自供电独立工作，以实现各变形无线感知传感器1之间以及变形无线感知传感器1与监测基站2之间无线缆安装。后台服务器3与监测基站2无线通讯，用以接收监测基站2传输的数据并进行处理，以获得建筑物倾斜情况。

其中，变形无线感知传感器1包括：用以产生变形倾角数据模拟信号的低功耗倾角传感芯片、用以将变形倾角数据模拟信号转换成数字信号的信号转换模块、用以对数字信号进行处理的处理器、用以将数字信号传输给外界的数据传输模块，以及用以供电的电池。

低功耗倾角传感芯片通过信号转换模块连接处理器，数据传输模块连接处理器；处理器包括处理器本体和时钟单元，时钟单元由电池持续供电，时钟单元控制电池以设定时间间隔交替开启或关闭对倾角传感芯片、信号转换模块、处理器本体和数据传输模块的电力供应。变形无线感知传感器1为自供电低功耗的独立工作单元，可实现变形无线感知传感器1之间以及变形无线感知传感器1与监测基站2之间的无线缆安装，价格低廉，安装简便，易于保护，可实现至少五年的长期工作，解决线缆易损坏的难题。

本发明还包括一种建筑物倾斜变形的自动化监测预警方法，该方法主要针对地铁施工影响范围内的建筑物。包括如下步骤：

S1，在建筑物顶部各个角水平布置多个变形无线感知传感器1。

S2，当建筑物发生倾斜变形时，变形无线感知传感器1获取倾角变化量，并将倾角变化量发送给监测基站2；

变形无线感知传感器1自供电独立工作，其与监测基站2之间无线通讯，其以获取监测基站2覆盖范围内的每一个变形无线感知传感器1测得的数据，数据可实现实时远程无线传输，自动化程度高无需人为介入测量，不存在人为测量造成的人为误差，数据可靠，精度高。

S3，监测基站2将获取的每一个变形无线感知传感器1测得数据发送至后台服务器3，后台服务器3将各倾角变化量计算得到建筑物的倾斜值；

后台服务器3与监测基站2无线通讯，根据各变形无线感知传感器1获取的倾角变化量，计算得到建筑物的所述倾斜值。

S4，后台服务器3根据计算的倾斜值发布安全预警；

后台服务器3根据倾角变化量计算出倾斜值，据此实时监测建筑物的倾斜变形信息，并对超出预设值的倾斜变形进行实时发布安全预警，监测简便、快速高效。

在本发明优选的实施方式中，倾斜值有两种获得方法：第一，将后台服务器3获取的倾角变化量中取平均值得出倾斜值；第二，取倾角变化量中的最大值为倾斜值。将倾斜值与预设值比较，当倾斜值大于预设值时，进行预警；反之，则无预警。其中，预设值为4/1000，即0.2292度，其换算方法为arcran（0.004）=0.2292度，预设值的设定保证了监测的准确率。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种建筑物倾斜变形的自动化监测预警方法，其特征在于，包括步骤：

在建筑物顶部各个角水平布置多个变形无线感知传感器；

当建筑物发生倾斜变形时，所述变形无线感知传感器获取建筑物倾角变化量，根据所述倾角变化量计算出建筑物倾斜值，据此实时监测建筑物的倾斜变形情况。

2.根据权利要求1所述的建筑物倾斜变形的自动化监测预警方法，其特征在于：所述变形无线感知传感器包括，用以产生变形倾角数据模拟信号的低功耗倾角传感芯片、用以将所述变形倾角数据模拟信号转换成数字信号的信号转换模块、用以对所述数字信号进行处理的处理器、用以将所述数字信号向外传输的数据传输模块，以及用以供电的电池；

所述低功耗倾角传感芯片通过所述信号转换模块连接所述处理器，所述数据传输模块连接所述处理器；其中，所述处理器包括处理器本体和时钟单元，所述时钟单元由所述电池持续供电，所述时钟单元控制所述电池以设定时间间隔交替开启或关闭对所述倾角传感芯片、信号转换模块、处理器本体和所述数据传输模块的电力供应。

3.根据权利要求1所述的建筑物倾斜变形的自动化监测预警方法，其特征在于：提供至少一监测基站，通过所述监测基站传输各变形无线感知传感器测得的数据；所述变形无线感知传感器与所述监测基站之间无线通讯。

4.根据权利要求3所述的建筑物倾斜变形的自动化监测预警方法，其特征在于：所述变形无线感知传感器自供电独立工作，各变形无线感知传感器之间以及所述变形无线感知传感器与所述基站之间无线缆安装。

5.根据权利要求3所述的建筑物倾斜变形的自动化监测预警方法，其特征在于：提供一后台服务器，与所述监测基站无线通讯，根据所述各变形无线感知传感器获取的所述倾角变化量，计算得到建筑物的所述倾斜值。

6.根据权利要求5所述的建筑物倾斜变形的自动化监测预警方法，其特征在于：所述后台服务器将所述倾斜值与预设值比较，当所述倾斜值超过所述预设值时，进行安全预警。

7.根据权利要求1所述的建筑物倾斜变形的自动化监测预警方法，其特征在于：所述建筑物为地铁施工影响范围内的建筑物。

8.一种建筑物倾斜变形的自动化监测预警系统，其特征在于，包括：

多个变形无线感知传感器，在建筑物顶部各个角水平布置；

至少一监测基站，监测基站通过无线通讯方式获取各变形无线感知传感器测得的数据，并向外传输。

9.根据权利要求8所述的建筑物倾斜变形的自动化监测预警系统，其特征在于：所述变形无线感知传感器自供电独立工作，以实现各变形无线感知传感器之间以及变形无线感知传感器与所述监测基站之间无线缆安装。

10.根据权利要求8或9所述的建筑物倾斜变形的自动化监测预警系统，其特征在于：所述监测预警系统还包括一后台服务器，所述后台服务器与所述监测基站无线通讯，用以接收所述监测基站传输的数据并进行处理，以获得建筑物倾斜情况。