CN107167114B

CN107167114B - 危旧房自动监测系统

Info

Publication number: CN107167114B
Application number: CN201710535037.8A
Authority: CN
Inventors: 吴洁
Original assignee: Ruian Maitian Network Technology Co ltd
Current assignee: Ruian Maitian Network Technology Co ltd
Priority date: 2017-07-03
Filing date: 2017-07-03
Publication date: 2023-05-16
Anticipated expiration: 2037-07-03
Also published as: CN107167114A

Abstract

本发明公开了危旧房自动监测系统，包括房屋结构倾斜监测终端、房屋裂缝监测终端、房屋结构沉降监测终端、服务器、以及显示终端。本发明公开的危旧房自动监测系统，通过房屋结构倾斜监测终端监测房屋的倾斜角度，通过房屋裂缝监测终端监测房屋的墙体裂缝，通过房屋结构沉降监测终端监测房屋的沉降高度，最终通过显示终端进行显示。这里采用了物联网技术，实现监测，实时数据采集，可以第一时间了解现场情况。

Description

危旧房自动监测系统

技术领域

本发明涉及城市物联网技术领域，更具体的说是涉及一种危旧房自动监测系统。

背景技术

随着社会经济的发展，人们生活安全和居住安全得到极大的改善。然而，由于城市经济逐步发展的需要和城市规划的整体需求，不能对城市中心区所有危房进行整体拆除。按照《城市危险房屋管理规定》，危房可分为四类进行处理，观测使用；处理使用；停止使用；整体拆除。在观测使用中，为确保生命财产安全，需采用科学的方法进行安全监测。

当前，国内房屋安全监测项目主要有：

1、房屋结构倾斜监测；

2、房屋裂缝监测；

3、房屋结构沉降监测；

但是，当前这些指标大都采用人工观测。而人工观测存在以下不足：

1、人为影响大，人工测量工作量大，受天气、人工、现场条件等许多因素的影响，监测数据存在人为性；

2、监测不及时，人工监测存在不能及时监测危房的各项技术参数的缺点；

3、处理难度大，出现事故征兆时，难以及时和准确把握危房结构关键指标的状况，难以为隐患及时处理、应急决策和人员疏散赢得时间。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种危旧房自动监测系统，通过物联网技术，实现监测，实时数据采集，可以第一时间了解现场情况。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

危旧房自动监测系统，包括房屋结构倾斜监测终端、房屋裂缝监测终端、房屋结构沉降监测终端、服务器、以及显示终端；

所述房屋结构倾斜监测终端安装在房屋的墙体上，用于监测房屋的倾斜角度；

所述房屋裂缝监测终端安装在房屋的墙体上，用于监测房屋的墙体裂缝；

所述房屋结构沉降监测终端包括安装在房屋的外侧墙体上多个激光发射终端和安装在参考位置的激光接收终端，用于监测房屋的沉降高度；

所述房屋结构倾斜监测终端、所述房屋裂缝监测终端、以及所述房屋结构沉降监测终端分别通过所述服务器连接所述显示终端；

所述显示终端用于显示房屋的倾斜角度、房屋的墙体裂缝、以及房屋的沉降高度。

作为一种可实施的方式，所述房屋结构倾斜监测终端、所述房屋裂缝监测终端、以及所述房屋结构沉降监测终端均包括GPRS模块并且分别通过所述GPRS模块连接所述服务器；

所述房屋结构倾斜监测终端还用于通过所述GPRS模块周期性地向所述服务器发送相关于房屋的倾斜角度的数据；

所述房屋裂缝监测终端还用于通过所述GPRS模块周期性地向所述服务器发送相关于房屋的墙体裂缝的数据；

所述房屋结构沉降监测终端还用于通过所述GPRS模块周期性地向所述服务器发送相关于房屋的沉降高度的数据。

作为一种可实施的方式，还包括连接所述服务器的报警终端；

所述报警终端用于接收所述相关于房屋的倾斜角度的数据、所述相关于房屋的墙体裂缝的数据、以及所述相关于房屋的沉降高度的数据，并且在其中的至少一项数据达到预设报警参数时进行报警。

作为一种可实施的方式，房屋结构倾斜监测终端包括

倾角传感器，所述倾角传感器安装在墙面上并且根据墙面的倾斜程度输出对应的第一采样电压，

比较模块，连接所述倾角传感器，所述比较模块配置有第一阈值电压、第二阈值电压，并接收所述第一采样电压，

当所述第一采样电压低于所述第一阈值电压时，输出第一信号，

当所述第一采样电压高于所述第一阈值电压且低于所述第二阈值电压时，输出第二信号，

当所述第一采样电压高于第二阈值电压时，输出第三信号；

第一指示灯，耦接比较模块，接收第一信号时工作；

第二指示灯，耦接比较模块，接收第二信号时工作；

第三指示灯，耦接比较模块，接收第三信号时工作。

作为一种可实施的方式，所述房屋裂缝监测终端包括

图像采集装置，包括一摄像头，用于采集图像信息；

若干测距装置，所述测距装置与所述摄像头的朝向相同设置且围绕所述摄像头均匀分布，所述测距装置用于检测其前向距离并生成对应的距离电压；

深度比较电路，所述深度比较电路包括

找平单元，所述找平单元耦接于所有测距装置并根据所述距离电压的值输出一基准电压，所述基准电压反映所述图像采集装置至墙面的垂直距离；

差分单元，耦接所有测距装置并用于求取每一所述距离电压与所述基准电压的差值得到对应的差值电压；

输出单元，用于输出所述差值电压。

作为一种可实施的方式，所述测距装置设置为红外测距传感器。

作为一种可实施的方式，所述多个激光发射终端连接服务器；

所述多个激光发射终端用于接收来自所述服务器的控制指令，并且在接收到所述控制指令后向所述激光接收终端发射激光；

所述激光接收终端用于接收来自所述多个激光发射终端的激光，根据多个投射点的位置变化确定被测建筑物的沉降高度。

作为一种可实施的方式，所述多个激光发射终端的数量不少于4个，并且均匀地设于房屋的外侧墙体；

其中面向所述激光接收终端的所述激光发射终端直接向所述激光接收终端发射激光，其中背向所述激光接收终端的所述激光发射终端通过镜面反射间接向所述激光接收终端发射激光。

本发明相比于现有技术的有益效果在于：

本发明提供的危旧房自动监测系统，通过房屋结构倾斜监测终端监测房屋的倾斜角度，通过房屋裂缝监测终端监测房屋的墙体裂缝，通过房屋结构沉降监测终端监测房屋的沉降高度，最终通过显示终端进行显示。这里采用了物联网技术，实现监测，实时数据采集，可以第一时间了解现场情况。

附图说明

图1为本发明实施例提供的危旧房自动监测系统的框图；

图2为图1提供的危旧房自动监测系统的一实施例提供的房屋结构倾斜监测终端的框图；

图3为图1提供的危旧房自动监测系统的一实施例提供的房屋裂缝监测终端的框图；

图4为图3提供的房屋裂缝监测终端的深度比较电路的框图；

图5为图1提供的危旧房自动监测系统的一实施例提供的房屋结构沉降监测终端的示意图；

图6为图1提供的危旧房自动监测系统的另一实施例提供的房屋结构沉降监测终端的示意图；

图7为图5或者图6提供的房屋结构沉降监测终端的多个激光发射终端的位置状态示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。

参照图1，本实施例提供了危旧房自动监测系统，其包括房屋结构倾斜监测终端100、房屋裂缝监测终端200、房屋结构沉降监测终端300、服务器400、以及显示终端500；这里的房屋结构倾斜监测终端100安装在房屋的墙体上，用于监测房屋的倾斜角度；这里的房屋裂缝监测终端200安装在房屋的墙体上，用于监测房屋的墙体裂缝；这里的房屋结构沉降监测终端300包括安装在房屋的外侧墙体上多个激光发射终端和安装在参考位置的激光接收终端，用于监测房屋的沉降高度；而这里的房屋结构倾斜监测终端100、房屋裂缝监测终端200、以及房屋结构沉降监测终端300分别通过服务器400连接显示终端500。

实际上，房屋结构倾斜监测终端100、房屋裂缝监测终端200、房屋结构沉降监测终端300检测到关于房屋的信息，可以在显示终端500实时显示，这里的显示终端500可以是PC终端、也可以是移动终端。例如，当房屋结构倾斜监测终端100检测到房屋结构产生倾角时，可以立即将相关的数据推送给手机，而住户可以在手机上监控自家的房屋状况。此处之外，通过这个系统，领导手机、巡查员手机也能够获得这些信息。例如，可以通过这个系统派单给巡查员的手机端，提示巡查员到现场签到并巡检。巡查员也可以接收并存储由手机端上传的危险点照片、视频等信息。

在一个实施例中，房屋结构倾斜监测终端100、房屋裂缝监测终端200、以及房屋结构沉降监测终端300均包括GPRS模块并且分别通过GPRS模块连接服务器400；这里的GPRS模块也可以用wifi模块或者其他类型的无线传输模块替换。这里，房屋结构倾斜监测终端100通过自身的GPRS模块，周期性地向服务器400发送相关于房屋的倾斜角度的数据；房屋裂缝监测终端200通过自身的GPRS模块，周期性地向服务器400发送相关于房屋的墙体裂缝的数据；房屋结构沉降监测终端300通过自身的GPRS模块，周期性地向服务器400发送相关于房屋的沉降高度的数据。基于此，可以实现由以上三个终端内的传感器定时采集数据并上传房屋结构倾斜、裂缝、沉降等数据。

在一个实施例中，危旧房自动监测系统还包括连接服务器400的报警终端600；这里的报警终端600用于接收相关于房屋的倾斜角度的数据、相关于房屋的墙体裂缝的数据、以及相关于房屋的沉降高度的数据，并且在其中的至少一项数据达到预设报警参数时进行报警。基于此，当存在房屋的倾斜角度、房屋的墙体裂缝、房屋的沉降高度中的一项达到预设报警参数时，可以通过报警终端600进行报警。相应的，消息和危房位置地图推送责任人处理。进一步的，可以采用分级预警机制、报警点历史数据曲线、报警点位置地图直观显示。

参照图2，本实施例提供了房屋结构倾斜监测终端100，其包括倾角传感器110、比较模块120以及相应的指示灯。

其中倾角传感器110安装在墙面上并且根据墙面的倾斜程度输出对应的第一采样电压，其中比较模块120连接倾角传感器110，比较模块120配置有第一阈值电压、第二阈值电压，并接收第一采样电压；其工作原理如下：

当第一采样电压低于第一阈值电压时，输出第一信号，当第一采样电压高于第一阈值电压且低于第二阈值电压时，输出第二信号，当第一采样电压高于第二阈值电压时，输出第三信号；第一指示灯131接收第一信号时工作；第二指示灯132接收第二信号时工作；第三指示灯133接收第三信号时工作。

实际上，上述的指示灯分别代表房屋结构倾斜的一种程度，当然这些信息也可以实时推送给用户手机。

参照图3和图4，本实施例提供了房屋裂缝监测终端200，其包括图像采集装置210、若干测距装置220和深度比较电路230。

其中图像采集装置210包括一摄像头，用于采集图像信息；

其中测距装置220与摄像头的朝向相同设置且围绕摄像头均匀分布，测距装置220用于检测其前向距离并生成对应的距离电压；

其中深度比较电路230包括找平单元231、差分单元232、以及输出单元233。其中找平单元231耦接于所有测距装置220并根据距离电压的值输出一基准电压，基准电压反映图像采集装置210至墙面的垂直距离；其中差分单元232耦接所有测距装置220并用于求取每一距离电压与基准电压的差值得到对应的差值电压；其中输出单元233用于输出差值电压。而将测距装置220设置为红外测距传感器。

实际上，上述的房屋裂缝监测终端200可以实时监测危房裂缝宽度，精度高达0.2mm。

参照图5，示出了激光测距矩阵的一种实施例的视图。图中示出了两个被测建筑物，在两个被测建筑物的四角各设置一个激光发射终端1；图中还出了一个激光接收终端2，这个激光接收终端2位于地质较硬的参考位置上。由于地质较硬的位置相对于其他位置更难沉降，因此可以选择为参考位置。实际上，在地表正常沉降的过程中，由于两个被测建筑物的沉降程度更大，因此在这个过程中它相对于参考位置呈沉降的状态。图中还示出了两个被测建筑物的外侧的激光发射终端1向激光接收终端2发射激光的状态，图中的箭头为激光的方向。

当地表正常沉降的过程中，激光接收终端2上的投射点位置会发生变化，而从投射点位置变化的过程中可以确定是否沉降以及沉降的高度；最终在本地连接的显示屏或者网络连接的显示屏上进行显示；相较于传统的北斗星技术，通过激光测距具有更好的精度，可以达到毫米级。

图中的激光接收终端2和被测建筑物上的激光发射终端1之间是一对多的关系，并且由于激光发射终端1和服务器400连接。因此通过来自服务器400的控制指令可以轮流地控制各个被测建筑物上的激光发射终端1发射激光，而各个被测建筑物上的激光发射终端1共用一个激光接收终端2。实际上，在一个片区内仅需安装一个激光接收终端2，激光接收终端2的形状类似于高塔，它用于接收来自这个片区内的各个被测建筑物的激光；受控制指令的控制，各个被测建筑物上的激光发射终端1轮流地向激光接收终端2发射激光，如果一个被测建筑物沉降，那么从它发射出来的激光的投射点位置也会相应的变化。

参照图6，示出了激光测距矩阵的一种实施例的视图。图中示出了被测建筑物距离参考位置的距离为100m，实际上，被测建筑物距离参考位置的距离可以超过100m。另外，图中还示出了4个激光发射终端1在被测建筑物上的位置，4个激光发射终端1均匀地设于被测建筑物的外侧。当然，如果是体积较大的一些建筑物，如图7所示，可以是几个激光发射终端1沿被测建筑物的长度方向设置，同时几个激光发射终端1沿被测建筑物的宽度方向设置。

以上两种情况，都存在部分激光发射终端1被建筑物遮挡的情况，导致它无法直接向激光接收终端2发射激光。而本实施例中，提供了镜面3作为反射的介质。将镜面3固定在建筑物的外侧，提供了供激光反射的角度，使背向激光接收终端2的激光发射终端1通过镜面3反射间接向激光接收终端2发射激光；而面向激光接收终端2的激光发射终端1直接向激光接收终端2发射激光。

在本实施例中，由于激光接收终端2接收建筑物上不同位置的激光，根据不同位置的激光的投射点位置变化，可以确定该建筑物是如何沉降下去的。例如，建筑物的左侧在初期沉降的幅度较大，但是建筑物的右侧在后期沉降的幅度跟上，使建筑物整体保持在竖直沉降的状态。因此，根据不同位置的激光的投射点位置变化数据可以还原建筑物沉降的场景。

参照图5和图6，激光接收终端2包括用于接收来自各个被测建筑物的激光的竖立的环形屏幕。实际上，激光接收终端2要接收一个片区内各个被测建筑物的激光，因此环形屏幕有利于实际使用。

在一个实施例中，激光接收终端2根据单位时间内多个投射点的位置变化生成位置坐标曲线，并且将位置坐标曲线发送至移动终端；其中，位置坐标曲线前期的单位时间长度大于近期的单位时间。

在这个实施例中，通过这个位置坐标曲线可以直观地看出建筑物的沉降状态。例如对于前期的数据，可以适当地增加单位时间长度，相应的在位置坐标曲线上体现出来的是前期建筑物的沉降状态，比较明了。对于近期的数据，可以适当地减小单位时间长度，相应的在位置坐标曲线上体现出来的是近期建筑物的沉降状态，适于数据分析。

在一个实施例中，激光接收终端2连接服务器400，并且用于将被测建筑物的沉降高度的数据上传服务器400。

在这个实施例中，用户可以从云端直接下载数据，获得这个建筑物的沉降状况。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.危旧房自动监测系统，其特征在于，包括房屋结构倾斜监测终端(100)、房屋裂缝监测终端(200)、房屋结构沉降监测终端(300)、服务器(400)、以及显示终端(500)；

所述房屋结构倾斜监测终端(100)安装在房屋的墙体上，用于监测房屋的倾斜角度；

所述房屋裂缝监测终端(200)安装在房屋的墙体上，用于监测房屋的墙体裂缝；

所述房屋结构沉降监测终端(300)包括安装在房屋的外侧墙体上多个激光发射终端(1)和安装在参考位置的激光接收终端(2)，用于监测房屋的沉降高度；

所述房屋结构倾斜监测终端(100)、所述房屋裂缝监测终端(200)、以及所述房屋结构沉降监测终端(300)分别通过所述服务器(400)连接所述显示终端(500)；

所述显示终端(500)用于显示房屋的倾斜角度、房屋的墙体裂缝、以及房屋的沉降高度；

房屋结构倾斜监测终端(100)包括

倾角传感器(110)，所述倾角传感器(110)安装在墙面上并且根据墙面的倾斜程度输出对应的第一采样电压，

比较模块(120)，连接所述倾角传感器(110)，所述比较模块(120)配置有第一阈值电压、第二阈值电压，并接收所述第一采样电压，

当所述第一采样电压高于第二阈值电压时，输出第三信号；

第一指示灯(131)，耦接比较模块(120)，接收第一信号时工作；

第二指示灯(132)，耦接比较模块(120)，接收第二信号时工作；

第三指示灯(133)，耦接比较模块(120)，接收第三信号时工作；

所述房屋裂缝监测终端(200)包括

图像采集装置(210)，包括一摄像头，用于采集图像信息；

若干测距装置(220)，所述测距装置(220)与所述摄像头的朝向相同设置且围绕所述摄像头均匀分布，所述测距装置(220)用于检测其前向距离并生成对应的距离电压；

深度比较电路(230)，所述深度比较电路(230)包括

找平单元(231)，所述找平单元(231)耦接于所有测距装置(220)并根据所述距离电压的值输出一基准电压，所述基准电压反映所述图像采集装置(210)至墙面的垂直距离；

差分单元(232)，耦接所有测距装置(220)并用于求取每一所述距离电压与所述基准电压的差值得到对应的差值电压；

输出单元(233)，用于输出所述差值电压；

所述多个激光发射终端(1)连接服务器(400)；

所述多个激光发射终端(1)用于接收来自所述服务器(400)的控制指令，并且在接收到所述控制指令后向所述激光接收终端(2)发射激光；

所述激光接收终端(2)用于接收来自所述多个激光发射终端(1)的激光，根据多个投射点的位置变化确定被测建筑物的沉降高度；

所述多个激光发射终端(1)的数量不少于4个，并且均匀地设于房屋的外侧墙体；

其中面向所述激光接收终端(2)的所述激光发射终端(1)直接向所述激光接收终端(2)发射激光，其中背向所述激光接收终端(2)的所述激光发射终端(1)通过镜面(3)反射间接向所述激光接收终端(2)发射激光。

2.根据权利要求1所述的危旧房自动监测系统，其特征在于，所述房屋结构倾斜监测终端(100)、所述房屋裂缝监测终端(200)、以及所述房屋结构沉降监测终端(300)均包括GPRS模块并且分别通过所述GPRS模块连接所述服务器(400)；

所述房屋结构倾斜监测终端(100)还用于通过所述GPRS模块周期性地向所述服务器(400)发送相关于房屋的倾斜角度的数据；

所述房屋裂缝监测终端(200)还用于通过所述GPRS模块周期性地向所述服务器(400)发送相关于房屋的墙体裂缝的数据；

所述房屋结构沉降监测终端(300)还用于通过所述GPRS模块周期性地向所述服务器(400)发送相关于房屋的沉降高度的数据。

3.根据权利要求2所述的危旧房自动监测系统，其特征在于，还包括连接所述服务器(400)的报警终端(600)；

所述报警终端(600)用于接收所述相关于房屋的倾斜角度的数据、所述相关于房屋的墙体裂缝的数据、以及所述相关于房屋的沉降高度的数据，并且在其中的至少一项数据达到预设报警参数时进行报警。

4.根据权利要求1所述的危旧房自动监测系统，其特征在于，所述测距装置(220)设置为红外测距传感器。