CN110211340A - 一种机电抗震物联网远程监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了以机电抗震物联网远程监控系统及方法，应用于机电抗震支架上，包括：固定设置于机电抗震支架上的监控摄像头；固定设置于机电抗震支架上的拉压传感器；固定设置于机电抗震支架上的位移传感器；与所述监控摄像头、拉压传感器、位移传感器均连接并设置于电路板上的主控板；设置于所述电路板上的通讯模块，所述通讯模块与所述主控板连接；与所述通讯模块通过无线通讯连接的云服务器。本发明实现了为监管方实时提供建筑的机电设备耐震性能，以及当发生地震时建筑机电系统是否造成损毁可能引发的次生灾害，为监管方在防灾救灾方面提供实时监控及相关数据。

Description

一种机电抗震物联网远程监控系统及方法

技术领域

本发明涉及显示器技术领域，尤其涉及一种机电抗震物联网远程监控系统及方法。

背景技术

众所周知，地震的发生是不可预见的，所以地震造成的损害也是非常巨大的。我国建筑规范自2015年在全国全面实施建筑机电系统的抗震设计，对机电设备进行抗震加固，并基于建筑结构的抗震设防要求机电系统的耐震做到大震不倒，中震可修，小震不坏的原则。但是自规范实施以来，全国新建建筑的机电抗震实施存在缺失监管与监控。一旦发生地震，哪些建筑机电是抗震的，哪些不能抗震对于建筑的管理单位及政府部门并不能实时了解，因此现有技术还有待改进。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种机电抗震物联网远程监控系统及方法，旨在解决现有的机电抗震支架上固定的设备或管道缺乏有效监控和及时预警的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种机电抗震物联网远程监控系统，应用于机电抗震支架上，其中，包括：

固定设置于机电抗震支架上的监控摄像头；

固定设置于机电抗震支架上的拉压传感器；

固定设置于机电抗震支架上的位移传感器；

与所述监控摄像头、拉压传感器、位移传感器均连接并设置于电路板上的主控板；

设置于所述电路板上的通讯模块，所述通讯模块与所述主控板连接；

与所述通讯模块通过无线通讯连接的云服务器；

其中，所述拉压传感器位于所述监控摄像头与所述位移传感器之间；

通过拉压传感器获取机电抗震支架上所固定设备或管道的当前拉压力值；

通过位移传感器获取机电抗震支架上所固定设备或管道的当前位移值；

若所述当前拉压力值超出预先设置的第一级拉压力阈值，或所述当前位移值超出预先设置的第一级位移阈值，将所述当前拉压力值、及所述当前位移值通过所述通讯模块发送至云服务器，自动启动所述监控摄像头以获取当前监控视频，将所述当前监控视频通过所述通讯模块发送至云服务器。

所述的机电抗震物联网远程监控系统，其中，所述监控摄像头设置于机电抗震支架上的第一抗震节点或第四抗震节点上；所述拉压传感器设置于机电抗震支架上的第二抗震节点上；所述位移传感器设置于机电抗震支架上的第三抗震节点上；所述监控摄像头与拉压传感器之间的第一间距不超过12m，所述位移传感器与拉压传感器之间的第二间距不超过12m。

所述的机电抗震物联网远程监控系统，其中，还包括：

固定设置于机电抗震支架上的加速度传感器，所述加速度传感器与所述主控板连接。

所述的机电抗震物联网远程监控系统，其中，所述加速度传感器固定设置于机电抗震支架上的第二抗震节点上。

所述的机电抗震物联网远程监控系统，其中，还包括：

设置于所述电路板上的存储模块，所述存储模块与所述主控板连接；

设置于所述电路板上的电源模块，所述电源模块与所述主控板连接。

一种机电抗震物联网远程监控方法，其中，包括：

通过拉压传感器获取机电抗震支架上所固定设备或管道的当前拉压力值；

通过位移传感器获取机电抗震支架上所固定设备或管道的当前位移值；

若所述当前拉压力值超出预先设置的第一级拉压力阈值，或所述当前位移值超出预先设置的第一级位移阈值，将所述当前拉压力值、及所述当前位移值通过所述通讯模块发送至云服务器，自动启动所述监控摄像头以获取当前监控视频，将所述当前监控视频通过所述通讯模块发送至云服务器。

所述的机电抗震物联网远程监控方法，其中，还包括：

通过加速度传感器获取机电抗震支架上所固定设备或管道的当前加速度值；

若所述当前加速度值超出预先设置的第一级加速度阈值，将所述当前加速度值通过所述通讯模块发送至云服务器。

所述的机电抗震物联网远程监控方法，其中，还包括：

若所述主控板接收到云服务器所发送的监控数据获取周期指令，解析所述监控数据获取周期指令对应的监控数据获取周期；

所述主控板根据所述监控数据获取周期获取目标时刻拉压力值和目标时刻位移值，将所述目标时刻拉压力值、及目标时刻位移值通过所述通讯模块发送至云服务器。

所述的机电抗震物联网远程监控方法，其中，所述通过位移传感器获取机电抗震支架上所固定设备或管道的当前位移值之后还包括：

将所述当前拉压力值、所述当前加速度值及所述当前拉压力值和所述当前位移值对应的采集时间组装成监控数据，将监控数据存储于存储模块中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：为建筑的管理单位及政府部门实时提供建筑的机电设备耐震性能，以及当发生地震时建筑机电系统是否造成损毁可能引发的次生灾害，为管理单位及政府部门在防灾救灾方面提供实时监控及相关数据。

附图说明

图1为本发明所述机电抗震物联网远程监控系统的结构框图；

图2为本发明所述机电抗震物联网远程监控系统的结构示意图；

图3为本发明所述机电抗震物联网远程监控方法的流程图。

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。

请同时参考图1和图2，所述机电抗震物联网远程监控系统，应用于机电抗震支架上，其中，包括：

固定设置于机电抗震支架上的监控摄像头100；

固定设置于机电抗震支架上的拉压传感器200；

固定设置于机电抗震支架上的位移传感器300；

与所述监控摄像头100、拉压传感器200、位移传感器300均连接并设置于电路板上的主控板10；

设置于所述电路板上的通讯模块400，所述通讯模块400与所述主控板10连接；

与所述通讯模块400通过无线通讯连接的云服务器20；

其中，所述拉压传感器200位于所述监控摄像头100与所述位移传感器300之间；

通过拉压传感器200获取机电抗震支架上所固定设备或管道的当前拉压力值；

通过位移传感器300获取机电抗震支架上所固定设备或管道的当前位移值；

若所述当前拉压力值超出预先设置的第一级拉压力阈值，或所述当前位移值超出预先设置的第一级位移阈值，将所述当前拉压力值、及所述当前位移值通过所述通讯模块400发送至云服务器20，自动启动所述监控摄像头100以获取当前监控视频，将所述当前监控视频通过所述通讯模块400发送至云服务器20。

较佳的，所述监控摄像头100设置于机电抗震支架上的第一抗震节点或第四抗震节点上；所述拉压传感器200设置于机电抗震支架上的第二抗震节点上；所述位移传感器300设置于机电抗震支架上的第三抗震节点上；所述监控摄像头100与拉压传感器200之间的第一间距不超过12m，所述位移传感器300与拉压传感器200之间的第二间距不超过12m。

在本实施例中，所述监控摄像头100用于检测监测点的管道或设备在地震作用或外力作用下的实时影像状态；所述拉压传感器200用于检测监测点的管道或设备在地震作用或外力作用下产生的力值数据；所述位移传感器300用于检测监测点的管道或设备在地震或外力作用下的位移状态。所述通讯模块400在具体实施时采用4G或5G通讯模块等，用于将主控板10获得的所述当前拉压力值、及所述当前位移值发送至云服务器20。

具体实施时，还可以通过一具有显示器的终端与通讯模块400通讯连接，以用于设置监控摄像头、位移传感器、拉压传感器的参数。或是主控板10连接有触摸屏，以用于设置监控摄像头、位移传感器、拉压传感器的参数。

进一步的，在所述的机电抗震物联网远程监控系统中，还包括：

固定设置于机电抗震支架上的加速度传感器500，所述加速度传感器500与所述主控板10连接。

较佳的，所述加速度传感器500固定设置于机电抗震支架上的第二抗震节点上。

在本实施例中，若所述机电抗震物联网远程监控系统中设置了监控摄像头100、拉压传感器200、位移传感器300、加速度传感器500时，其工作原理如下：

主控板10将监控摄像头100、位移传感器300、拉压传感器200、加速传感器500采集到的电信号，经过放大处理后，通过计算和分析处理，经由通讯模块400实时上传到云服务器20。当云服务器20判断所上传的多个参数指标中有指标参数超过报警设定值时，以输出声、光报警及联动控制信号进行提示。云服务器20也可随时发出工作指令给主控板10，以要求及时上报当下的各项数据以及主控板10的自检状态。具体过程如下：

1)当被检测管线或设备在地震作用下产生的位移时，通过触发位移传感器产生位移，将位移量处理成信号后传递给控制主机。位移传感器在安装时根据被检测管线的类别设置位移报警值，当位移值超过±10mm时触发初级预警，当位移值超过±25mm时触发安全警报，当位移值超过±50mm时触发系统损坏警报；

2)当被检测管线或设备在地震作用下产生的荷载通过连接件触发拉压力传感器，产生的荷载处理成信号传递给控制主机。拉压传感器在安装时根据被检测管线计算出的地震力影响值设置报警值，当拉压传感器获得的值超过地震影响力25％时触发初级预警，当超过50％时触发安全报警，当超过75％时触发系统损坏警报；

3)当发生地震时，被检测管线或设备所在位置的将产生水平方向的往复运动，亦产生运动的加速度，通过加速度传感器，将加速度处理的成信号传递给控制主机。加速度传感器在位移传感器或拉压传感器启动预警时即记录获得的数值，用于地震灾后的故障分析与灾害分析。

4)当发生地震时，被监测管线或设备通过监控摄像头拍摄实时影像或照片，信息传递给控制主机，用于了解管线或设备的损坏情况；监控摄像头在位移传感器或拉压传感器启动预警时即拍摄实时影像或照片，通过摄像头可直观看到被检测管线的实时状态。

优选的，在所述的机电抗震物联网远程监控系统中，所述监控摄像头100、所述拉压传感器200、所述位移传感器300从左至右依次设置在机电抗震支架上。上述设置方式为所述的机电抗震物联网远程监控系统的第一具体实施。

优选的，在所述的机电抗震物联网远程监控系统中，所述监控摄像头100、所述拉压传感器200、所述位移传感器300从右至左依次设置在机电抗震支架上。上述设置方式为所述的机电抗震物联网远程监控系统的第二具体实施。

优选的，在所述的机电抗震物联网远程监控系统中，所述电路板固定设置于所述监控摄像头100、拉压传感器200、或位移传感器300的一侧。即所述监控摄像头100、拉压传感器200、或位移传感器300中任意一处的一侧设置有电路板，以实现主控板与上述任意一部件的组合或集成设置安装。所述电路板也可以与所述监控摄像头100、拉压传感器200、及位移传感器300均分离而设置于其他位置，实现分开安装设置。

优选的，在所述的机电抗震物联网远程监控系统中，还包括：

设置于所述电路板上的存储模块，所述存储模块与所述主控板连接；

设置于所述电路板上的电源模块，所述电源模块与所述主控板连接。

其中，所述存储模块用于存储由所述当前拉压力值、所述当前位移值、及所述当前拉压力值和所述当前位移值对应的采集时间组装成监控数据。其中，通过拉压传感器获取机电抗震支架上所固定设备或管道的当前拉压力值；通过位移传感器获取机电抗震支架上所固定设备或管道的当前位移值；通过加速度传感器获取机电抗震支架上所固定设备或管道的当前加速度值。

所述电源模块用于为监控摄像头、位移传感器、拉压传感器、加速传感器及主控板供电。

在本申请的实施例中还公开了一种机电抗震物联网远程监控方法，如图3所示，包括：

步骤S100、通过拉压传感器获取机电抗震支架上所固定设备或管道的当前拉压力值，由所述当前拉压力值与机电抗震支架的重力荷载代表值相除以获取当前地震影响系数；

步骤S200、通过位移传感器获取机电抗震支架上所固定设备或管道的当前位移值；

步骤S300、若所述当前拉压力值超出预先设置的第一级拉压力阈值，或所述当前位移值超出预先设置的第一级位移阈值，将所述当前拉压力值、及所述当前位移值通过所述通讯模块发送至云服务器，自动启动所述监控摄像头以获取当前监控视频，将所述当前监控视频通过所述通讯模块发送至云服务器。

在本实施例中，所述监控摄像头100用于检测监测点的管道或设备在地震作用或外力作用下的实时影像状态；所述拉压传感器200用于检测监测点的管道或设备在地震作用或外力作用下产生的力值数据；所述位移传感器300用于检测监测点的管道或设备在地震或外力作用下的位移状态。所述通讯模块400在具体实施时采用4G或5G通讯模块等，用于将主控板10获得的所述当前拉压力值、所述当前地震影响系数、及所述当前位移值发送至云服务器20。

具体实施时，还可以通过一具有显示器的终端与通讯模块400通讯连接，以用于设置监控摄像头、位移传感器、拉压传感器的参数。或是主控板10连接有触摸屏，以用于设置监控摄像头、位移传感器、拉压传感器的参数。

所述的机电抗震物联网远程监控方法，其中，还包括：

通过加速度传感器获取机电抗震支架上所固定设备或管道的当前加速度值；

若所述当前加速度值超出预先设置的第一级加速度阈值，将所述当前加速度值通过所述通讯模块发送至云服务器。

在本实施例中，若所述机电抗震物联网远程监控系统中设置了监控摄像头100、拉压传感器200、位移传感器300、加速度传感器500时，其工作原理如下：

主控板10将监控摄像头100、位移传感器300、拉压传感器200、加速传感器500采集到的电信号，经过放大处理后，通过计算和分析处理，经由通讯模块400实时上传到云服务器20。当云服务器20判断所上传的多个参数指标中有指标参数超过报警设定值时，以输出声、光报警及联动控制信号进行提示。云服务器20也可随时发出工作指令给主控板10，以要求及时上报当下的各项数据以及主控板10的自检状态。具体过程如下：

1)当被检测管线或设备在地震作用下产生的位移时，通过触发位移传感器产生位移，将位移量处理成信号后传递给控制主机。位移传感器在安装时根据被检测管线的类别设置位移报警值，当位移值超过±10mm时触发初级预警，当位移值超过±25mm时触发安全警报，当位移值超过±50mm时触发系统损坏警报；

2)当被检测管线或设备在地震作用下产生的荷载通过连接件触发拉压力传感器，产生的荷载处理成信号传递给控制主机。拉压传感器在安装时根据被检测管线计算出的地震力影响值设置报警值，当拉压传感器获得的值超过地震影响力25％时触发初级预警，当超过50％时触发安全报警，当超过75％时触发系统损坏警报；

3)当发生地震时，被检测管线或设备所在位置的将产生水平方向的往复运动，亦产生运动的加速度，通过加速度传感器，将加速度处理的成信号传递给控制主机。加速度传感器在位移传感器或拉压传感器启动预警时即记录获得的数值，用于地震灾后的故障分析与灾害分析。

4)当发生地震时，被监测管线或设备通过监控摄像头拍摄实时影像或照片，信息传递给控制主机，用于了解管线或设备的损坏情况；监控摄像头在位移传感器或拉压传感器启动预警时即拍摄实时影像或照片，通过摄像头可直观看到被检测管线的实时状态。

所述的机电抗震物联网远程监控方法，其中，还包括：

若主控板接收到云服务器所发送的监控数据获取周期指令，解析所述监控数据获取周期指令对应的监控数据获取周期；

所述主控板根据所述监控数据获取周期获取目标时刻拉压力值和目标时刻位移值，将所述目标时刻拉压力值、及目标时刻位移值通过所述通讯模块发送至云服务器。

所述的机电抗震物联网远程监控方法，其中，所述通过位移传感器获取机电抗震支架上所固定设备或管道的当前位移值之后还包括：

将所述当前拉压力值、所述当前位移值、及所述当前拉压力值和所述当前位移值对应的采集时间组装成监控数据，将监控数据存储于存储模块中。

需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种机电抗震物联网远程监控系统，应用于机电抗震支架上，其特征在于，包括：

固定设置于机电抗震支架上的监控摄像头；

固定设置于机电抗震支架上的拉压传感器；

固定设置于机电抗震支架上的位移传感器；

与所述监控摄像头、拉压传感器、位移传感器均连接并设置于电路板上的主控板；

设置于所述电路板上的通讯模块，所述通讯模块与所述主控板连接；

与所述通讯模块通过无线通讯连接的云服务器；

其中，所述拉压传感器位于所述监控摄像头与所述位移传感器之间；

通过拉压传感器获取机电抗震支架上所固定设备或管道的当前拉压力值；

通过位移传感器获取机电抗震支架上所固定设备或管道的当前位移值；

若所述当前拉压力值超出预先设置的第一级拉压力阈值，或所述当前位移值超出预先设置的第一级位移阈值，将所述当前拉压力值、及所述当前位移值通过所述通讯模块发送至云服务器，自动启动所述监控摄像头以获取当前监控视频，将所述当前监控视频通过所述通讯模块发送至云服务器。

2.根据权利要求1所述的机电抗震物联网远程监控系统，其特征在于，所述监控摄像头设置于机电抗震支架上的第一抗震节点或第四抗震节点上；所述拉压传感器设置于机电抗震支架上的第二抗震节点上；所述位移传感器设置于机电抗震支架上的第三抗震节点上；所述监控摄像头与拉压传感器之间的第一间距不超过12m，所述位移传感器与拉压传感器之间的第二间距不超过12m。

3.根据权利要求1所述的机电抗震物联网远程监控系统，其特征在于，还包括：

固定设置于机电抗震支架上的加速度传感器，所述加速度传感器与所述主控板连接。

4.根据权利要求3所述的机电抗震物联网远程监控系统，其特征在于，所述加速度传感器固定设置于机电抗震支架上的第二抗震节点上。

5.根据权利要求1所述的机电抗震物联网远程监控系统，其特征在于，还包括：

设置于所述电路板上的存储模块，所述存储模块与所述主控板连接；

设置于所述电路板上的电源模块，所述电源模块与所述主控板连接。

6.一种机电抗震物联网远程监控方法，其特征在于，包括：

通过拉压传感器获取机电抗震支架上所固定设备或管道的当前拉压力值；

通过位移传感器获取机电抗震支架上所固定设备或管道的当前位移值；

若所述当前拉压力值超出预先设置的第一级拉压力阈值，或所述当前位移值超出预先设置的第一级位移阈值，将所述当前拉压力值、及所述当前位移值通过所述通讯模块发送至云服务器，自动启动所述监控摄像头以获取当前监控视频，将所述当前监控视频通过所述通讯模块发送至云服务器。

7.根据权利要求6所述的机电抗震物联网远程监控方法，其特征在于，还包括：

通过加速度传感器获取机电抗震支架上所固定设备或管道的当前加速度值；

若所述当前加速度值超出预先设置的第一级加速度阈值，将所述当前加速度值通过所述通讯模块发送至云服务器。

8.根据权利要求6所述的机电抗震物联网远程监控方法，其特征在于，还包括：

若主控板接收到云服务器所发送的监控数据获取周期指令，解析所述监控数据获取周期指令对应的监控数据获取周期；

所述主控板根据所述监控数据获取周期获取目标时刻拉压力值和目标时刻位移值，将所述目标时刻拉压力值、及目标时刻位移值通过所述通讯模块发送至云服务器。

9.根据权利要求6所述的机电抗震物联网远程监控方法，其特征在于，所述通过位移传感器获取机电抗震支架上所固定设备或管道的当前位移值之后还包括：

将所述当前拉压力值、所述当前加速度值及所述当前拉压力值和所述当前位移值对应的采集时间组装成监控数据，将监控数据存储于存储模块中。