CN107894734A - 一种大坝安全监测数据采集仪及大坝数据监测方法 - Google Patents

一种大坝安全监测数据采集仪及大坝数据监测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大坝安全监测数据采集仪，可以利用触摸屏以及处理组件实现采集仪的现场控制，利用触摸屏输入目标指令，进而控制控制组件获取目标传感器数据，然后将数据反馈到触摸屏界面中，方便了对采集仪的现场控制。同时提供通信组件，也可以远程控制采集仪。因此很大程度上方便了对采集仪的控制。本发明还提供了一种大坝数据监测方法，同样可以实现上述技术效果。

Description

一种大坝安全监测数据采集仪及大坝数据监测方法
技术领域
本发明设计大坝监测领域，更具体地说，涉及一种大坝安全监测数据采集仪及大坝数据监测方法。
背景技术
目前大坝安全监测是通过仪器观测和巡视检查对水利水电工程主体结构、地基基础、两岸边坡、相关设施以及周围环境所作的测量及观察；“监测”既包括对建筑物固定测点按一定频次进行的仪器观测，也包括对建筑物外表及内部大范围对象的定期或不定期的直观检查和仪器探查。
通过观测仪器和设备，以及时取得反映大坝和基岩性态变化以及环境对大坝作用的各种数据的观测和资料处理等工作。其目的是分析估计大坝的安全程度，以便及时采取措施，设法保证大坝安全运行。由于大坝的工作条件十分复杂，大坝和地基的实际工作状态难以用计算或模型试验准确预测，设计中带有一定经验性，施工时也可能存在某些缺陷,在长期运行之后,由于水流侵蚀和冻融风化作用，使筑坝材料和基岩特性不断恶化。因此，在初期蓄水和长期运行中，大坝都存在着发生事故的可能性。大坝一旦出现异常状态，必须及时发现和处理，否则可能导致严重后果。大坝失事不仅要损失全部工程效益，而且溃坝洪水将使下游人民生命财产遭受毁灭性损失。大坝安全监测是水库工程管理工作中最重要的一项工作。
通常利用大坝安全监测数据采集仪来对大坝进行监测，利用采集仪获取大坝的相关数据，进而对其采集到数据进行分析，评估大坝的安全性。在监测过程中，会连接不同的传感器，也要通过采集仪设置各个传感器的工作。目前，对于大坝安全监测数据采集仪的现场控制通常需要外接的微机进行，使采集仪系统体积较大，操作复杂。
因此，如何方便地实现大坝安全数据采集仪的现场控制，是本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大坝安全监测数据采集仪及大坝数据监测方法，以便地实现大坝安全数据采集仪的现场控制。
为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：
一种大坝安全监测数据采集仪，包括：
测量组件，其中，所述测量组件包括触摸屏及与所述触摸屏相连的控制组件，所述触摸屏用于输入目标指令与显示目标传感器信息；所述控制组件用于接收所述目标指令并根据所述目标指令通过连接目标传感器的接口获取所述目标传感器信息；
与所述测量组件相连的所述通信组件，用于根据所述目标指令将所述目标传感器信息发送至上位机。
其中，所述目标指令包括获取所述目标传感器信息的第一指令和间隔预设时间向上位机发送所述目标传感器信息的第二指令。
其中，所述目标传感器信息包括：
目标传感器连接状态信息和/或目标传感器数据信息。
其中，所述通信组件，包括：
4G全网通模块和/或LoRa模块。
其中，所述触摸屏组件包括工业触摸屏显示器。
一种大坝数据监测方法，包括：
接收由触摸屏输入的目标指令；
利用所述目标指令通过连接目标传感器的接口获取目标传感器信息；
利用所述目标指令控制通信组件将所述目标传感器信息发送至上位机。
其中，所述目标指令包括获取所述目标传感器信息的第一指令和间隔预设时间向上位机发送所述目标传感器信息的第二指令。
其中，所述目标传感器信息包括：
目标传感器连接状态信息和/或目标传感器数据信息。
其中，所述通信模块，包括：
4G全网通模块和/或LoRa模块。
其中，所述触摸屏组件包括工业触摸屏显示器。
通过以上方案可知，本发明提供的一种大坝安全监测数据采集仪，包括：测量组件，其中，所述测量组件包括触摸屏及与所述触摸屏相连的控制组件，所述触摸屏用于输入目标指令与显示目标传感器信息；所述控制组件用于接收所述目标指令并根据所述目标指令通过连接目标传感器的接口获取所述目标传感器信息；与所述测量组件相连的所述通信组件，用于根据所述目标指令将所述目标传感器信息发送至上位机。
由此可见，本发明提供的一种大坝安全监测数据采集仪，可以利用触摸屏以及处理组件实现采集仪的现场控制，利用触摸屏输入目标指令，进而控制控制组件获取目标传感器数据，然后将数据反馈到触摸屏界面中，方便了对采集仪的现场控制。同时提供通信组件，也可以远程控制采集仪。因此很大程度上方便了对采集仪的控制。本发明还提供了一种大坝数据监测方法，同样可以实现上述技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种大坝安全监测数据采集仪结构示意图；
图2为本发明实施例公开的一种大坝数据监测方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种大坝安全监测数据采集仪及大坝数据监测方法，以便地实现大坝安全数据采集仪的现场控制。
参见图1，本发明实施例提供的一种大坝安全监测数据采集仪，包括：
测量组件10，其中，所述测量组件10包括触摸屏11及与所述触摸屏11相连的控制组件12，所述触摸屏11用于输入目标指令与显示目标传感器信息；所述控制组件12用于接收所述目标指令并根据所述目标指令通过连接目标传感器的接口获取所述目标传感器信息。
在本方案中，在大坝安全监测数据采集仪(简称采集仪)中的测量组件10设置有触摸屏，触摸屏与控制组件12相连，利用触摸屏11向控制组件12传输目标指令，控制组件12控制相关的目标传感器工作后获取到目标传感器信息，并将该信息反映到触摸屏的界面中。作为优选的，触摸屏可以选用工业级触摸屏显示器。
需要说明的是，采集仪的测量组件10中可以包括多个测量模块，每个测量模块中可以设有8或16个测量通道，最多可以接入16支仪器，例如振弦式、差动电阻式、标准电压或电流、电阻、频率量等类型的传感器仪器。
在测量组件10中的控制组件可以包括CPU、时钟、非易失性存储器、A/D转换器等，用于根据触摸屏传输的目标命令实现采集仪的自检、测量与控制相关传感器仪器。
用户可以通过触摸屏11对采集仪进行现场控制，在采集仪中部署相关程序，以在触摸屏中显示采集仪的信息，以及可以利用触摸屏11对控制组件12进行的操作，例如查询连接在采集仪上的目标传感器仪器的历史数据，也可以对该目标传感器设定工作的间隔时间、工作方式、获取该目标传感器的数据以及控制其开启或关闭。在触摸屏中显示的界面提供由用户点击的按钮，用户通过相关按钮实现对采集仪的现场控制。具体地，控制组件12可以利用时钟为定时测量、自动存储等提供时间基准。
在非易失性存储器中可以存储采集仪获取到的所有或部分传感器仪器中的历史数据，例如2年内的历史数据。用户可以利用触摸屏输入查询历史数据的指令，控制组件12根据该指令从非易失性存储器中获取相关的历史数据。
与所述测量组件相连的所述通信组件13，用于根据所述目标指令将所述目标传感器信息发送至上位机。
在本方案中，还设有通信组件13，实现由上位机对采集仪的远程控制，用户可以不亲临现场即可实现对测量组件10的控制并获取相关数据。
具体地，通信组件13可以接收上位发送的目标指令，并将目标指令传输给测量组件10，进而使测量组件10获取目标传感器数据后，将该数据传输给上位机，也可以是根据测量组件10中触摸屏11输入的目标指令获取目标传感器数据，进而根据目标指令向上位机传输目标传感器数据。其中，通信组件可以是4G全网通模块和/或LoRa模块，即可以利用4G全网通网络进行传输，或者利用LoRa技术进行传输。
需要说明的是，目标指令可以包括获取哪一个或哪几个传感器仪器的数据、间隔多长时间进行获取操作、以及间隔多长时间向上位机发送等等。
在本方案中，可以为采集仪设置电源管理模块，利用电源管理模块管理电源的连接。外接的电源直接接入电源管理模块，电源管理模块中还设有蓄电池，用于外接电源因故终止供电时，接替外接电源供电。电源模块连接上述测量组件10的控制组件12，相应的调整控制组件的功能，使控制组件可以接收并处理对电源模块进行控制的指令，并可以根据指令获取电源模块的供电状态，从而将供电状态展示与触摸屏11的界面中。
正常情况下，外接的220V交流电源经电源管理模块稳压净化后为测量组件10等电气部件提供工作电源，同时对内置的蓄电池进行充电。电源管理模块设有蓄电池保护电路，当电池充满或电池长时间供电后产生欠压，模块将自动切断充电回路或供电回路，以保护蓄电池免受因过充或过放电导致的损害。
电源管理模块还具有可选装的数控电源部件，数控电源可为不同的传感器提供多种规格的电源激励，支持市面上绝大多数传感器的供电需求，不需为传感器单独提供供电。对传感器的供电与断电可以利用控制组件12根据触摸屏11输入的指令来控制。
由此可见，本发明实施例提供的一种大坝安全监测数据采集仪，可以利用触摸屏以及处理组件实现采集仪的现场控制，利用触摸屏输入目标指令，进而控制控制组件获取目标传感器数据，然后将数据反馈到触摸屏界面中，方便了对采集仪的现场控制。同时提供通信组件，也可以远程控制采集仪。因此很大程度上方便了对采集仪的控制。
本发明实施例提供一种具体的大坝安全监测数据采集仪进行介绍，区别于上述实施例，本发明实施例提供的一种大坝安全监测数据采集仪对上述实施例中目标指令做了进一步的限定和说明，其他步骤内容与上述实施例大致相同，具体可以参考上述实施例，此处不再赘述。
具体地，所述目标指令包括获取所述目标传感器信息的第一指令和间隔预设时间向上位机发送所述目标传感器信息的第二指令。
需要说明的是，用户可以利用触摸屏11控制上述控制组件12获取目标传感器的信息，也可以利用触摸屏11控制上述控制组件12间隔预设时间向上位机发送获取到的数据。其中，目标传感器的信息，可以是目标传感器监测到的具体数据，也可以是目标传感器的工作状态或与采集仪的连接状态。
下面对本发明实施例提供的一种大坝数据监测方法进行介绍，下文描述的一种大坝数据监测方法与上文描述的一种大坝安全监测数据采集仪可以相互参照。
参见图2，本发明实施例提供的一种大坝数据监测方法，具体包括：
S101，接收由触摸屏输入的目标指令。
在本方案中，利用大坝安全数据采集仪对大坝数据进行监测，其中，大坝安全数据采集仪中设有包括触摸屏和控制组件的测量组件，控制组件接收由触摸屏发送的目标命令，目标命令可以是用户通过触摸屏设定的定时获取目标传感器采集到的数据或目标传感器连接状态的命令，也可以是用户通过触摸屏设定的定时利用通信组件向上位机发送目标传感器采集到的数据或目标传感器连接状态的命令，也可以是用户通过触摸屏输入的实时的命令，以立即执行上述定时的操作。
S102，利用所述目标指令通过连接目标传感器的接口获取目标传感器信息。
具体地，控制组件在接收到目标指令后，根据目标指令的内容执行相关操作，例如到达预设时间获取目标传感器信息等。
需要说明的是，采集仪的测量组件中可以包括多个测量模块，每个测量模块中可以设有8或16个测量通道，最多可以接入16支仪器，例如振弦式、差动电阻式、标准电压或电流、电阻、频率量等类型的传感器仪器。
用户可以通过触摸屏对采集仪进行现场控制，在采集仪中部署相关程序，以在触摸屏中显示采集仪的信息，以及可以利用触摸屏对控制组件进行的操作，例如查询连接在采集仪上的目标传感器仪器的历史数据，也可以对该目标传感器设定工作的间隔时间、工作方式、获取该目标传感器的数据以及控制其开启或关闭。在触摸屏中显示的界面提供由用户点击的按钮，用户通过相关按钮实现对采集仪的现场控制。具体地，控制组件可以利用时钟为定时测量、自动存储等提供时间基准。
S103，利用所述目标指令控制通信组件将所述目标传感器信息发送至上位机。
在本方案中，可以利用控制组件控制通信组件向上位机发送目标传感器信息。通信组件可以接收上位发送的目标指令，并将目标指令传输给测量组件，进而使测量组件获取目标传感器数据后，将该数据通过通信组件传输给上位机；也可以是根据测量组件中触摸屏输入的目标指令获取目标传感器数据，进而根据目标指令向上位机传输目标传感器数据。其中，通信组件可以是4G全网通模块和/或LoRa模块，即可以利用4G全网通网络进行传输，或者利用LoRa技术进行传输。
由此可见，本发明实施例提供的一种大坝数据监测方法，可以利用触摸屏以及处理组件实现采集仪的现场控制，接收触摸屏输入的目标指令，进而控制控制组件获取目标传感器数据，然后将数据反馈到触摸屏界面中，方便了对采集仪的现场控制。同时提供通信组件，也可以远程控制采集仪。因此很大程度上方便了对采集仪的控制。
本发明实施例提供一种具体的大坝数据监测方法进行介绍，区别于上述实施例，本发明实施例提供的一种大坝数据监测方法对上述实施例中目标指令做了进一步的限定和说明，其他步骤内容与上述实施例大致相同，具体可以参考上述实施例，此处不再赘述。
具体地，所述目标指令包括获取所述目标传感器信息的第一指令和间隔预设时间向上位机发送所述目标传感器信息的第二指令。
需要说明的是，用户可以利用触摸屏控制上述控制组件获取目标传感器的信息，也可以利用触摸屏控制上述控制组件间隔预设时间向上位机发送获取到的数据。其中，目标传感器的信息，可以是目标传感器监测到的具体数据，也可以是目标传感器的工作状态或与采集仪的连接状态。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种大坝安全监测数据采集仪，其特征在于，包括：
测量组件，其中，所述测量组件包括触摸屏及与所述触摸屏相连的控制组件，所述触摸屏用于输入目标指令与显示目标传感器信息；所述控制组件用于接收所述目标指令并根据所述目标指令通过连接目标传感器的接口获取所述目标传感器信息；
与所述测量组件相连的所述通信组件，用于根据所述目标指令将所述目标传感器信息发送至上位机。
2.根据权利要求1所述的采集仪，其特征在于，所述目标指令包括获取所述目标传感器信息的第一指令和间隔预设时间向上位机发送所述目标传感器信息的第二指令。
3.根据权利要求1所述的采集仪，其特征在于，所述目标传感器信息包括：
目标传感器连接状态信息和/或目标传感器数据信息。
4.根据权利要求1所述的采集仪，其特征在于，所述通信组件，包括：
4G全网通模块和/或LoRa模块。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的采集仪，其特征在于，所述触摸屏组件包括工业触摸屏显示器。
6.一种大坝数据监测方法，其特征在于，包括：
接收由触摸屏输入的目标指令；
利用所述目标指令通过连接目标传感器的接口获取目标传感器信息；
利用所述目标指令控制通信组件将所述目标传感器信息发送至上位机。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述目标指令包括获取所述目标传感器信息的第一指令和间隔预设时间向上位机发送所述目标传感器信息的第二指令。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述目标传感器信息包括：
目标传感器连接状态信息和/或目标传感器数据信息。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通信模块，包括：
4G全网通模块和/或LoRa模块。
10.根据权利要求6至9中任意一项所述的方法，其特征在于，所述触摸屏组件包括工业触摸屏显示器。
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