CN110243340A - 一种基于测绘技术和倾角传感器的倾斜沉降监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于测绘技术和倾角传感器的倾斜沉降监测系统，具体涉及建筑物监测领域，包括无线倾角传感器，所述无线倾角传感器的连接端设有无线接收器，所述无线接收器的连接端设有无线网关，所述无线网关的连接端设有计算机监测预警系统，所述计算机监测预警系统的连接端设有全站仪测绘系统。本发明通过无线倾角传感器的实时监测数据追踪被监测对象的动态变化状况，以全站仪定期测绘数据核准被监测对象的整体状态，从而准确掌握被监测建筑物或构筑物的结构稳定性状况，操作简单，省时，省力，控制灵活度高，能够提高效率的同时，降低测量成本，实现对建筑物或构筑物倾斜沉降问题的精确监测及风险预警。

Description

一种基于测绘技术和倾角传感器的倾斜沉降监测系统

技术领域

本发明涉及建筑物监测领域，更具体地说，本发明涉及一种基于测绘技术和倾角传感器的倾斜沉降监测系统。

背景技术

随着经济的发展和社会的进步，城市高层建筑物越来越多，建筑高度也越来越高，对于地质条件来说，坚实的地基虽然能够支撑建筑物不倒塌，还使压力均匀分布，受到地质灾害或者地壳运动时，地基会出现偏移，从而使建筑物倾斜，存在安全隐患，建成历史较久的历史建筑，受到地质环境变化威胁、或者荷载严重的某些重要建筑物或者构筑物，往往存在结构稳定性异常的问题。

目前对建筑物的倾斜问题主要是通过两个方法实现的，一是利用全站型电子测距仪人工定期测量其距离、角度和高程来获取被测目标点在不同时段的变形数据，这种做法精度较高；二是基于物联网和智能传感器技术的倾斜沉降监测设备实时监测建筑物或者构筑物的结构稳定性状态。

对于现有的两种测量方式，仍存在着问题，利用全站型电子测距仪人工定期测量需要在测量结束后再利用相关软件分析计算来得出，测量工作费工、费时、费力，基于物联网和智能传感器技术的倾斜沉降监测设备实时监测只能反映建筑物和构筑物的局部结构变化状态，难以准确反映建筑物或者构筑物的整体变化趋势。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种基于测绘技术和倾角传感器的倾斜沉降监测系统，通过无线倾角传感器的实时监测数据追踪被监测对象的动态变化状况，以全站仪定期测绘数据核准被监测对象的整体状态，从而准确掌握被监测建筑物或构筑物的结构稳定性状况，实现对建筑物或构筑物倾斜沉降问题的精确监测及风险预警。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于测绘技术和倾角传感器的倾斜沉降监测系统，包括无线倾角传感器，所述无线倾角传感器的连接端设有无线接收器，所述无线接收器的连接端设有无线网关，所述无线网关的连接端设有计算机监测预警系统，所述计算机监测预警系统的连接端设有全站仪测绘系统；

所述无线倾角传感器由传感器模块、处理器模块、无线传输模块组成，用于接收无线倾角传感器的倾斜监测数据，测量到的电流信号被无线接收器接收，所述无线网关用于接收无线传感器的倾斜监测数据，并将数据以无线方式远程传送到计算机监测预警系统；

所述计算机监测预警系统根据接收到的倾斜监测数据，计算出建筑物或者构筑物的倾斜状态，以及倾斜变化趋势，并根据设定的倾斜阈值在倾斜角度达到此设定值时自动预警；

所述全站仪测绘系统包括全站仪，所述全站仪用于测量建筑物或者构筑物的整体变形状态，所述全站仪测绘系统由人工部署，并执行相关测绘工作，测绘获得的数据通过RS-232C通讯接口和通讯电缆将内存中存储的数据输入计算机监测预警系统。

在一个优选地实施方式中，所述无线倾角传感器由电池供电，所述无线倾角传感器的数量设置为多个，多个所述无线倾角传感器以无损方式布置在建筑物或者构筑物的不同监测部位上。

在一个优选地实施方式中，所述无线接收器数据输出部分采用RS485通信模块，与无线倾角传感器通过无线信号进行数据传输，所述无线网关采用4G网关，所述无线网关通过485总线与无线接收器连接。

在一个优选地实施方式中，所述无线网关通过4G信号与计算机监测预警系统远程连接，输出接收的监测数据并发送计算机监测系统的指令，所述计算机监测预警系统基于设定的条件通过无线网关及无线接收器远程发送指令给无线倾角传感器，改变数据采集频率。

在一个优选地实施方式中，一种基于测绘技术和倾角传感器的倾斜沉降监测方法，具体步骤如下：

S1:在建筑物或者构筑物上安装无线倾斜传感器，将一个或多个无线倾角传感器以无损方式固定在建筑物或者构筑物上；

S2:在适宜距离内部署无线接收器并连接无线网关，将无线接收器安装在无线倾角传感器的无线传输范围之内；

S3:无线接收器与无线网关连接，输出输入数据，将无线接收器与无线网关通过485总线连接；

S4:计算机监测预警系统通过无线网关获取监测数据，对数据进行计算分析，并发送指令，得到被测建筑物的倾斜角度以及倾斜变化趋势，并在倾斜角度达到给定倾斜阈值的时候自动报警，计算机监测系统远程控制一个或多个无线倾角传感器启动或停止倾角测量；

S5:人工部署全站仪测绘系统并定期监测，数据接入计算机监测预警系统，全站仪测绘系统定期由人工基于既设的监测点，对被监测的建筑物或者构筑物进行整体测绘，所测数据通过数据线存入计算机后由计算机监测预警系统基于既定算法自动进行分析；

S6:计算机监测预警系统分析定期监测数据和实时监测设备数据，获得倾斜沉降变化趋势，计算机监测预警系统自动将对一定周期内倾角传感器实时监测的数据进行分析后，并在识别到风险后自动预警。

在一个优选地实施方式中，所述S6中计算机监测预警系统将倾斜传感器的实时监测结果与全站仪测绘系统定期监测数据分析结果进行对比，以核准实时监测设备的数据，并在误差为合理范围内之时，自动分析被监测对象的整体倾斜沉降变形趋势。

本发明的技术效果和优点：

1、通过无线倾角传感器的实时监测数据追踪被监测对象的动态变化状况，以全站仪定期测绘数据核准被监测对象的整体状态，从而准确掌握被监测建筑物或构筑物的结构稳定性状况，操作简单，省时，省力，控制灵活度高，能够提高效率的同时，降低测量成本，实现对建筑物或构筑物倾斜沉降问题的精确监测及风险预警；

2、通过将多个无线倾角传感器1以无损方式固定在建筑物或构筑物上，多个无线倾角传感器1布置在建筑物或者构筑物的不同监测部位上，提高测量精度，能够准确反映建筑物或者构筑物的整体变化趋势，倾斜沉降监测方法简单，各部件安装方便快捷，能够快速获得建筑物测绘数据和监测数据的信息，能够在建筑物发生倾斜或智能识别风险后自动预警，有利于保障人身财产安全。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的检测方法流程图。

附图标记为：1无线倾角传感器、2无线接收器、3无线网关、4计算机监测预警系统、5全站仪测绘系统。

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。

根据图1所示的一种基于测绘技术和倾角传感器的倾斜沉降监测系统，包括无线倾角传感器1，所述无线倾角传感器1的连接端设有无线接收器2，所述无线接收器2的连接端设有无线网关3，所述无线网关3的连接端设有计算机监测预警系统4，所述计算机监测预警系统4的连接端设有全站仪测绘系统5；

所述无线倾角传感器1由传感器模块、处理器模块、无线传输模块组成，用于接收无线倾角传感器1的倾斜监测数据，测量到的电流信号被无线接收器2接收，所述无线网关3用于接收无线传感器的倾斜监测数据，并将数据以无线方式远程传送到计算机监测预警系统4；

所述计算机监测预警系统4根据接收到的倾斜监测数据，计算出建筑物或者构筑物的倾斜状态，以及倾斜变化趋势，并根据设定的倾斜阈值在倾斜角度达到此设定值时自动预警；

所述全站仪测绘系统5包括全站仪，所述全站仪用于测量建筑物或者构筑物的整体变形状态，所述全站仪测绘系统5由人工部署，并执行相关测绘工作，测绘获得的数据通过RS-232C通讯接口和通讯电缆将内存中存储的数据输入计算机监测预警系统4；

所述无线倾角传感器1由电池供电，所述无线倾角传感器1的数量设置为多个，多个所述无线倾角传感器1以无损方式布置在建筑物或者构筑物的不同监测部位上；

所述无线接收器2数据输出部分采用RS485通信模块，与无线倾角传感器1通过无线信号进行数据传输，所述无线网关3采用4G网关，所述无线网关3通过485总线与无线接收器2连接；

所述无线网关3通过4G信号与计算机监测预警系统4远程连接，输出接收的监测数据并发送计算机监测系统的指令，所述计算机监测预警系统4基于设定的条件通过无线网关3及无线接收器2远程发送指令给无线倾角传感器1，改变数据采集频率；

所述无线倾角传感器1的型号设置为ACA-WL+DAM1000；

实施方式具体为：通过无线倾角传感器1感测自身倾角，获得被监测建筑物或构筑物的倾斜角度，并将检测数据信号无线传输给无线接收器2，无线接收器2通过485总线将检测数据传输给无线网关3，并由无线网关3传输给计算机监测预警系统4分析处理，实时监测数据追踪被监测对象的动态变化状况，以全站仪定期测绘数据核准被监测对象的整体状态，从而准确掌握被监测建筑物或构筑物的结构稳定性状况，计算机监测预警系统4远程发送指令给无线倾角传感器1，改变数据采集频率，使无线倾角传感器1启动或停止倾角测量，操作简单，省时，省力，控制灵活度高，能够提高效率的同时，降低测量成本，实现对建筑物或构筑物倾斜沉降问题的精确监测及风险预警。

根据图2所示的一种基于测绘技术和倾角传感器的倾斜沉降监测方法，具体步骤如下：

S1:在建筑物或者构筑物上安装无线倾斜传感器1，将一个或多个无线倾角传感器1以无损方式固定在建筑物或者构筑物上；

S2:在适宜距离内部署无线接收器2并连接无线网关3，将无线接收器2安装在无线倾角传感器1的无线传输范围之内；

S3:无线接收器2与无线网关3连接，输出输入数据，将无线接收器2与无线网关3通过485总线连接；

S4:计算机监测预警系统4通过无线网关3获取监测数据，对数据进行计算分析，并发送指令，得到被测建筑物的倾斜角度以及倾斜变化趋势，并在倾斜角度达到给定倾斜阈值的时候自动报警，计算机监测系统远程控制一个或多个无线倾角传感器1启动或停止倾角测量；

S5:人工部署全站仪测绘系统5并定期监测，数据接入计算机监测预警系统4，全站仪测绘系统5定期由人工基于既设的监测点，对被监测的建筑物或者构筑物进行整体测绘，所测数据通过数据线存入计算机后由计算机监测预警系统4基于既定算法自动进行分析；

S6:计算机监测预警系统4分析定期监测数据和实时监测设备数据，获得倾斜沉降变化趋势，计算机监测预警系统4自动将对一定周期内倾角传感器实时监测的数据进行分析后，并在识别到风险后自动预警；

所述S6中计算机监测预警系统4将倾斜传感器的实时监测结果与全站仪测绘系统5定期监测数据分析结果进行对比，以核准实时监测设备的数据，并在误差为合理范围内之时，自动分析被监测对象的整体倾斜沉降变形趋势；

实施方式具体为：在建筑物或者构筑物上安装多个无线倾斜传感器1，将多个无线倾角传感器1以无损方式固定在建筑物或构筑物上，便于长期测量建筑物或者构筑物倾角，多个无线倾角传感器1布置在建筑物或者构筑物的不同监测部位上，提高测量精度，能够准确反映建筑物或者构筑物的整体变化趋势，倾斜沉降监测方法简单，各部件安装方便快捷，能够快速获得建筑物测绘数据和监测数据的信息，通过本方法能够在建筑物发生倾斜或智能识别风险后自动预警，有利于保障人身财产安全。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于测绘技术和倾角传感器的倾斜沉降监测系统，包括无线倾角传感器(1)，其特征在于：所述无线倾角传感器(1)的连接端设有无线接收器(2)，所述无线接收器(2)的连接端设有无线网关(3)，所述无线网关(3)的连接端设有计算机监测预警系统(4)，所述计算机监测预警系统(4)的连接端设有全站仪测绘系统(5)；

所述无线倾角传感器(1)由传感器模块、处理器模块、无线传输模块组成，用于接收无线倾角传感器(1)的倾斜监测数据，测量到的电流信号被无线接收器(2)接收，所述无线网关(3)用于接收无线传感器的倾斜监测数据，并将数据以无线方式远程传送到计算机监测预警系统(4)；

所述计算机监测预警系统(4)根据接收到的倾斜监测数据，计算出建筑物或者构筑物的倾斜状态，以及倾斜变化趋势，并根据设定的倾斜阈值在倾斜角度达到此设定值时自动预警；

所述全站仪测绘系统(5)包括全站仪，所述全站仪用于测量建筑物或者构筑物的整体变形状态，所述全站仪测绘系统(5)由人工部署，并执行相关测绘工作，测绘获得的数据通过RS-232C通讯接口和通讯电缆将内存中存储的数据输入计算机监测预警系统(4)。

2.根据权利要求1所述的一种基于测绘技术和倾角传感器的倾斜沉降监测系统，其特征在于：所述无线倾角传感器(1)由电池供电，所述无线倾角传感器(1)的数量设置为多个，多个所述无线倾角传感器(1)以无损方式布置在建筑物或者构筑物的不同监测部位上。

3.根据权利要求1所述的一种基于测绘技术和倾角传感器的倾斜沉降监测系统，其特征在于：所述无线接收器(2)数据输出部分采用RS485通信模块，与无线倾角传感器(1)通过无线信号进行数据传输，所述无线网关(3)采用4G网关，所述无线网关(3)通过485总线与无线接收器(2)连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于测绘技术和倾角传感器的倾斜沉降监测系统，其特征在于：所述无线网关(3)通过4G信号与计算机监测预警系统(4)远程连接，输出接收的监测数据并发送计算机监测系统的指令，所述计算机监测预警系统(4)基于设定的条件通过无线网关(3)及无线接收器(2)远程发送指令给无线倾角传感器(1)，改变数据采集频率。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种基于测绘技术和倾角传感器的倾斜沉降监测方法，其特征在于：具体步骤如下：

S1:在建筑物或者构筑物上安装无线倾斜传感器(1)，将一个或多个无线倾角传感器(1)以无损方式固定在建筑物或者构筑物上；

S2:在适宜距离内部署无线接收器(2)并连接无线网关(3)，将无线接收器(2)安装在无线倾角传感器(1)的无线传输范围之内；

S3:无线接收器(2)与无线网关(3)连接，输出输入数据，将无线接收器(2)与无线网关(3)通过485总线连接；

S4:计算机监测预警系统(4)通过无线网关(3)获取监测数据，对数据进行计算分析，并发送指令，得到被测建筑物的倾斜角度以及倾斜变化趋势，并在倾斜角度达到给定倾斜阈值的时候自动报警，计算机监测系统远程控制一个或多个无线倾角传感器(1)启动或停止倾角测量；

S5:人工部署全站仪测绘系统(5)并定期监测，数据接入计算机监测预警系统(4)，全站仪测绘系统(5)定期由人工基于既设的监测点，对被监测的建筑物或者构筑物进行整体测绘，所测数据通过数据线存入计算机后由计算机监测预警系统(4)基于既定算法自动进行分析；

S6:计算机监测预警系统(4)分析定期监测数据和实时监测设备数据，获得倾斜沉降变化趋势，计算机监测预警系统(4)自动将对一定周期内倾角传感器实时监测的数据进行分析后，并在识别到风险后自动预警。

6.根据权利要求5所述的一种基于测绘技术和倾角传感器的倾斜沉降监测方法，其特征在于：所述S6中计算机监测预警系统(4)将倾斜传感器的实时监测结果与全站仪测绘系统(5)定期监测数据分析结果进行对比，以核准实时监测设备的数据，并在误差为合理范围内之时，自动分析被监测对象的整体倾斜沉降变形趋势。