CN108776453B - 一种基于计算机的建筑安全监控系统 - Google Patents

一种基于计算机的建筑安全监控系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于计算机的建筑安全监控系统。该系统包括：多个摄像装置和多个监控数据采集节点均通过无线通信模块与监控中心电连接。本发明通过布设多个摄像装置和多个监控数据采集装置，与无线通信模块构成无线传感器网络，即多监控点的全面监测，从布局角度实现全面可靠的建筑数据监测；通过对建筑周围的建设活动影像进行实时监测，并解算出摄像装置所在建筑平面距离最近的坐标点到所述摄像装置所在建筑平面的距离，分析建设活动安全距离进行建设活动安全距离预警；通过对建筑结构参数和建筑环境的实时监测，分析监测的建筑结构参数和建筑环境进行建筑结构安全预警和建筑环境安全预警，从监测数据类型上实现全面可靠的建筑数据监测。

Description

一种基于计算机的建筑安全监控系统
技术领域
本发明涉及建筑安全领域，更具体的涉及一种基于计算机的建筑安全监控系统。
背景技术
近年来，我国建筑安全问题凸显，建筑安全不仅关系到人民的生命安全，也影响着社会的和谐安定，是城市安全的重要组成部分，是一个十分重要的社会问题。在目前庞大的城市建筑总量中，仍存在着部分解放前所建造的建筑，他们大多已经进入超龄服务期。由于建造年代不同，建筑在建造时所采用的材料和选用的规范标准也存在着一定的差别，因此整体状况较为复杂。并且建筑在其使用过程中，可能经历了多次装修、改造等情况，特别是拆改承重结构而导致的安全问题已导致多处倒塌事故的发生。同时，在城市建设过程中，大型建设工程也对周边建筑安全产生不利影响。
建筑在其在役期中，其完损程度将发生改变，而面对我国量大面广的既有建筑，目前尚无全面可靠的监控数据，且无集中统一的信息化管理系统，导致数据收集困难。为了进一步提高建筑安全管理的水平，充分运用先进、可靠、适用的信息技术，急需建立一套建筑安全监控系统，提升建筑安全管理的科学性和精细度。
综上所述，现有技术中的建筑安全监控系统，存在监控数据不够全面可靠的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种基于计算机的建筑安全监控系统，用以解决现有技术中存在监控数据不够全面可靠的问题。
本发明实施例提供一种基于计算机的建筑安全监控系统，包括：建筑物上布设的多个摄像装置、建筑物内部各监控点布设的多个监控数据采集节点、无线通信模块和监控中心，且多个摄像装置和多个监控数据采集节点均通过所述无线通信模块与所述监控中心电连接；
所述摄像装置包括：摄像头、第一控制器和第一无线传输模块，且所述摄像头、所述第一控制器和所述第一无线传输模块依次电连接；所述摄像头，用于获取被监控建筑周围的建设活动影像；其中，所述建设活动影像包括：地铁建设活动影像、隧道建设活动影像和深基坑建设活动影像；
所述监控数据采集节点包括：数据采集模块、意见收集模块、第二控制器和第二无线传输模块，且所述数据采集模块和所述意见管理模块通过所述第二控制器与所述第二无线传输模块通信；
所述数据采集模块包括：建筑结构参数采集单元、建筑环境参数采集单元和监控点位置采集单元；所述建筑结构参数采集单元，用于采集建筑结构发生变化的结构参数数据；所述建筑环境参数采集单元，用于采集建筑区域生活环境质量数据；所述监控点位置采集单元，用于获取各监控点的位置信息；
所述意见收集模块包括：身份识别单元和意见录入单元；所述身份识别单元，用于对意见录入者的身份进行识别；所述意见录入单元，用于当身份识别成功后，通过语音方式、扫描方式、文字输入方式中的一种或多种进行意见收集；
所述无线通信模块包括：协处理器和第三无线传输模块；所述协处理器和所述第三无线传输模块电连接；
所述监控中心包括：距离解算模块、意见整理单元、意见反馈单元；安全分析模块、预警模块和数据管理模块；
所述距离解算模块，用于根据获取的被监控建筑周围的建设活动影像，通过形状、尺寸参数判断是否存在危险建设；当判断被监控建筑周围的建设活动影像中存在危险建设活动影像时，从危险建设活动影像中提取与所述摄像装置所在建筑平面距离最近的坐标点，并结算出与所述摄像装置所在建筑平面距离最近的坐标点到所述摄像装置所在建筑平面的距离；
所述意见整理单元，用于将收集的意见按照建筑区域进行分类整理，自动滤除重复意见，并对应记录意见录入者的身份信息；
所述意见反馈单元，用于根据录入意见与意见录入者的身份信息的对应关系，向意见录入者发送意见接受反馈信息和问题解决反馈信息；
所述安全分析模块，用于将与所述摄像装置所在建筑平面距离最近的坐标点到所述摄像装置所在建筑平面的距离、建筑结构发生变化的结构参数数据、及建筑区域生活环境质量数据，与预设的安全数据进行比对分析，确定建筑安全情况；
所述预警模块，用于当建筑安全数据不在预设的安全数据范围之内时，发出预警信号；
所述数据管理模块，用于对建筑安全监测数据进行数据融合和数据压缩后分类存储。
进一步地，所述建筑结构参数采集单元包括：建筑结构的应力数据、加速度数据和位移数据。
进一步地，所述建筑环境参数采集单元包括：温度传感器、粉尘颗粒传感器和烟雾传感器。
进一步地，所述安全分析模块包括：建设活动安全距离分析单元、建筑结构安全分析单元和建筑环境安全分析单元。
进一步地，所述预警模块包括：建设活动安全距离预警单元、建筑结构安全预警单元和建筑环境安全预警单元。
进一步地，所述监控点位置采集单元采用GPS定位仪。
进一步地，所述监控数据采集节点还包括：监控模块，所述监控模块通过所述第二控制器与所述第二无线传输模块通信。
进一步地，所述身份识别单元包括：房间号识别单元、姓名识别单元、身份证号识别单元、手机号识别单元和头像识别单元。
本发明实施例中，提供一种基于计算机的建筑安全监控系统，与现有技术相比，其有益效果如下：
本发明通过布设多个摄像装置和多个监控数据采集装置，与无线通信模块构成无线传感器网络，即多监控点的全面监测，从布局角度实现全面可靠的建筑数据监测。本发明通过对建筑周围的建设活动影像进行实时监测，并解算出摄像装置所在建筑平面距离最近的坐标点到所述摄像装置所在建筑平面的距离，通过分析建设活动安全距离进行建设活动安全距离预警；通过对建筑结构参数和建筑环境的实时监测，通过分析监测的建筑结构参数和建筑环境进行建筑结构安全预警和建筑环境安全预警，从监测数据类型上实现全面可靠的建筑数据监测。
本发明中，当意见录入者(建筑住户或其他人)的身份识别成功后，通过语音方式、扫描方式、文字输入方式中的一种或多种进行意见收集，将收集的意见按照建筑区域进行分类整理，自动滤除重复意见，并对应记录意见录入者的身份信息；再根据录入意见与意见录入者的身份信息的对应关系，向意见录入者发送意见接受反馈信息和问题解决反馈信息；即实现了意见的灵活便捷收集，使得本发明的建筑安全监控系统更加健全。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种基于计算机的建筑安全监控系统的整体原理框图；
图2为本发明实施例提供的摄像装置原理框图；
图3为本发明实施例提供的监控数据采集节点原理框图；
图4为本发明实施例提供的无线通信模块原理框图；
图5为本发明实施例提供的监控中心原理框图。
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做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。
参见图1，本发明实施例提供的一种基于计算机的建筑安全监控系统。该系统包括：建筑物上布设的多个摄像装置1、建筑物内部各监控点布设的多个监控数据采集节点2、无线通信模块3和监控中心4，且多个摄像装置1和多个监控数据采集节点2均通过无线通信模块3与监控中心4电连接。其中，监控中心4为计算机或服务器。
本发明通过布设多个摄像装置和多个监控数据采集装置，与无线通信模块构成无线传感器网络。近年来，随着无线传感器技术的不断发展，其应用领域越发的广泛，无线传感器网络因其具有布线成本低，监测精度高、容错性好，而且能够远程监控的特点，在故障诊断与安全监测等方面有突出优点。随着建筑安全事故的频发，如何对建筑的安全状态进行实时和有效的监测，从而避免由于结构损伤、火灾或室内环境变化引起的建筑安全事故，已经越来越受到人们的广泛关注。
具体地，参见图2，本发明中的摄像装置1包括：摄像头11、第一控制器12和第一无线传输模块13，且摄像头11、第一控制器12和第一无线传输模块13依次电连接；摄像头11，用于获取被监控建筑周围的建设活动影像；其中，建设活动影像包括：地铁建设活动影像、隧道建设活动影像和深基坑建设活动影像。
具体地，参见图3，本发明中的监控数据采集节点2包括：数据采集模块21、意见收集模块22、第二控制器23和第二无线传输模块24，且数据采集模块21和意见管理模块22通过第二控制器23与第二无线传输模块24通信。
进一步地，监控数据采集节点2还包括：监控模块25，监控模块25通过第二控制器23与第二无线传输模块24通信。
其中，数据采集模块21包括：建筑结构参数采集单元211、建筑环境参数采集单元212和监控点位置采集单元213；建筑结构参数采集单元211，用于采集建筑结构发生变化的结构参数数据；建筑环境参数采集单元212，用于采集建筑区域生活环境质量数据；监控点位置采集单元213，用于获取各监控点的位置信息。意见收集模块22包括：身份识别单元221和意见录入单元222；身份识别单元221，用于对意见录入者的身份进行识别；意见录入单元222，用于当身份识别成功后，通过语音方式、扫描方式、文字输入方式中的一种或多种进行意见收集。
需要说明的是，上述涉及的建筑结构参数采集单元211包括：建筑结构的应力数据、加速度数据和位移数据等。
需要说明的是，上述涉及的建筑环境参数采集单元212包括：温度传感器、粉尘颗粒传感器和烟雾传感器等。
需要说明的是，上述涉及的监控点位置采集单元213采用GPS定位仪。身份识别单元221包括：房间号识别单元、姓名识别单元、身份证号识别单元、手机号识别单元和头像识别单元。
具体地，参见图4，无线通信模块3包括：协处理器31和第三无线传输模块32；协处理器31和第三无线传输模块32电连接。
需要说明的是，协处理器31用于接收第一无线传输模块24和第二无线传输模块24的信息协调处理后通过第三无线传输模块32与控制中心4通信。
具体地，参见图5，监控中心4包括：距离解算模块41、意见整理单元42、意见反馈单元43；安全分析模块44、预警模块45和数据管理模块46。
其中，距离解算模块41，用于根据获取的被监控建筑周围的建设活动影像，通过形状、尺寸参数判断是否存在危险建设；当判断被监控建筑周围的建设活动影像中存在危险建设活动影像时，从危险建设活动影像中提取与摄像装置1所在建筑平面距离最近的坐标点，并结算出与摄像装置1所在建筑平面距离最近的坐标点到摄像装置1所在建筑平面的距离。
其中，意见整理单元42，用于将收集的意见按照建筑区域进行分类整理，自动滤除重复意见，并对应记录意见录入者的身份信息。意见反馈单元43，用于根据录入意见与意见录入者的身份信息的对应关系，向意见录入者发送意见接受反馈信息和问题解决反馈信息。
其中，安全分析模块44，用于将与摄像装置1所在建筑平面距离最近的坐标点到摄像装置1所在建筑平面的距离、建筑结构发生变化的结构参数数据、及建筑区域生活环境质量数据，与预设的安全数据进行比对分析，确定建筑安全情况。即安全分析模块44包括：建设活动安全距离分析单元441、建筑结构安全分析单元442和建筑环境安全分析单元443。
其中，预警模块45，用于当建筑安全数据不在预设的安全数据范围之内时，发出预警信号。即预警模块45包括：建设活动安全距离预警单元451、建筑结构安全预警单元452和建筑环境安全预警单元453。
其中，数据管理模块46，用于对建筑安全监测数据进行数据融合和数据压缩后分类存储。
另外，从城市建筑所涉及的信息来看，信息数据量大，变化频繁，涉及的管理部门较多。建筑在其在役期中，其完损程度将发生改变，而面对我国量大面广的既有建筑，目前尚无完损状况统计数据。同时，在既有建筑的日常维护管理或应急抢险、解危等活动中，建筑的基本资料如产权人、设计、施工图纸、后期装修改造、完损状况、检测报告、修缮图纸等历史资料缺失，部分既有建筑的相关资料信息分散于各相关部门或单位，无集中统一的信息化管理系统，导致资料信息收集整理难，成为突发事件应急处理时的短板。为了进一步提高建筑安全管理的水平，充分运用先进、可靠、适用的信息技术，急需建立一套建筑安全监控系统，提升建筑安全管理的科学性和精细度，提高安全管理的即时性和效率。
综上所述，本发明通过布设多个摄像装置和多个监控数据采集装置，与无线通信模块构成无线传感器网络，即多监控点的全面监测，从布局角度实现全面可靠的建筑数据监测。本发明通过对建筑周围的建设活动影像进行实时监测，并解算出摄像装置所在建筑平面距离最近的坐标点到所述摄像装置所在建筑平面的距离，通过分析建设活动安全距离进行建设活动安全距离预警；通过对建筑结构参数和建筑环境的实时监测，通过分析监测的建筑结构参数和建筑环境进行建筑结构安全预警和建筑环境安全预警，从监测数据类型上实现全面可靠的建筑数据监测。
进一步地，当意见录入者(建筑住户或其他人)的身份识别成功后，通过语音方式、扫描方式、文字输入方式中的一种或多种进行意见收集，将收集的意见按照建筑区域进行分类整理，自动滤除重复意见，并对应记录意见录入者的身份信息；再根据录入意见与意见录入者的身份信息的对应关系，向意见录入者发送意见接受反馈信息和问题解决反馈信息；即实现了意见的灵活便捷收集，使得本发明的建筑安全监控系统更加健全。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种基于计算机的建筑安全监控系统，其特征在于，包括：建筑物上布设的多个摄像装置(1)、建筑物内部各监控点布设的多个监控数据采集节点(2)、无线通信模块(3)和监控中心(4)，且多个摄像装置(1)和多个监控数据采集节点(2)均通过所述无线通信模块(3)与所述监控中心(4)电连接；
所述摄像装置(1)包括：摄像头(11)、第一控制器(12)和第一无线传输模块(13)，且所述摄像头(11)、所述第一控制器(12)和所述第一无线传输模块(13)依次电连接；所述摄像头(11)，用于获取被监控建筑周围的建设活动影像；其中，所述建设活动影像包括：地铁建设活动影像、隧道建设活动影像和深基坑建设活动影像；
所述监控数据采集节点(2)包括：数据采集模块(21)、意见收集模块(22)、第二控制器(23)和第二无线传输模块(24)，且所述数据采集模块(21)和所述意见收集 模块(22)通过所述第二控制器(23)与所述第二无线传输模块(24)通信；
所述数据采集模块(21)包括：建筑结构参数采集单元(211)、建筑环境参数采集单元(212)和监控点位置采集单元(213)；所述建筑结构参数采集单元(211)，用于采集建筑结构发生变化的结构参数数据；所述建筑环境参数采集单元(212)，用于采集建筑区域生活环境质量数据；所述监控点位置采集单元(213)，用于获取各监控点的位置信息；
所述意见收集模块(22)包括：身份识别单元(221)和意见录入单元(222)；所述身份识别单元(221)，用于对意见录入者的身份进行识别；所述意见录入单元(222)，用于当身份识别成功后，通过语音方式、扫描方式、文字输入方式中的一种或多种进行意见收集；所述身份识别单元(221)包括：房间号识别单元、姓名识别单元、身份证号识别单元、手机号识别单元和头像识别单元；
所述无线通信模块(3)包括：协处理器(31)和第三无线传输模块(32)；所述协处理器(31)和所述第三无线传输模块(32)电连接；
所述监控中心(4)包括：距离解算模块(41)、意见整理单元(42)、意见反馈单元(43)；安全分析模块(44)、预警模块(45)和数据管理模块(46)；
所述距离解算模块(41)，用于根据获取的被监控建筑周围的建设活动影像，通过形状、尺寸参数判断是否存在危险建设；当判断被监控建筑周围的建设活动影像中存在危险建设活动影像时，从危险建设活动影像中提取与所述摄像装置(1)所在建筑平面距离最近的坐标点，并结算出与所述摄像装置(1)所在建筑平面距离最近的坐标点到所述摄像装置(1)所在建筑平面的距离；
所述意见整理单元(42)，用于将收集的意见按照建筑区域进行分类整理，自动滤除重复意见，并对应记录意见录入者的身份信息；
所述意见反馈单元(43)，用于根据录入意见与意见录入者的身份信息的对应关系，向意见录入者发送意见接受反馈信息和问题解决反馈信息；
所述安全分析模块(44)，用于将与所述摄像装置(1)所在建筑平面距离最近的坐标点到所述摄像装置(1)所在建筑平面的距离、建筑结构发生变化的结构参数数据、及建筑区域生活环境质量数据，与预设的安全数据进行比对分析，确定建筑安全情况；
所述预警模块(45)，用于当建筑安全数据不在预设的安全数据范围之内时，发出预警信号；
所述数据管理模块(46)，用于对建筑安全监测数据进行数据融合和数据压缩后分类存储。
2.如权利要求1所述的基于计算机的建筑安全监控系统，其特征在于，所述建筑结构参数采集单元(211)包括：建筑结构的应力数据、加速度数据和位移数据。
3.如权利要求1所述的基于计算机的建筑安全监控系统，其特征在于，所述建筑环境参数采集单元(212)包括：温度传感器、粉尘颗粒传感器和烟雾传感器。
4.如权利要求1所述的基于计算机的建筑安全监控系统，其特征在于，所述安全分析模块(44)包括：建设活动安全距离分析单元(441)、建筑结构安全分析单元(442)和建筑环境安全分析单元(443)。
5.如权利要求1所述的基于计算机的建筑安全监控系统，其特征在于，所述预警模块(45)包括：建设活动安全距离预警单元(451)、建筑结构安全预警单元(452)和建筑环境安全预警单元(453)。
6.如权利要求1所述的基于计算机的建筑安全监控系统，其特征在于，所述监控点位置采集单元(213)采用GPS定位仪。
7.如权利要求1所述的基于计算机的建筑安全监控系统，其特征在于，所述监控数据采集节点(2)还包括：监控模块(25)，所述监控模块(25)通过所述第二控制器(23)与所述第二无线传输模块(24)通信。
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