CN114993254A - 基于北斗卫星导航系统的房屋倾覆预警方法、系统 - Google Patents

基于北斗卫星导航系统的房屋倾覆预警方法、系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于北斗卫星导航系统的房屋倾覆预警方法、系统，所述方法包括：通过北斗卫星导航系统获取房屋的定位信息；实时监测房屋的倾斜状态并将所获取该房屋的定位信息及实时倾斜状态信息实时输出；以及当监测出房屋出现倾斜时，将所获取该房屋的定位信息及实时倾斜状态信息作为房屋倾覆预警信息实时向外界发出。本发明所述基于北斗卫星导航系统的房屋倾覆预警方法、系统，易于实施，成本低，维护方便，无需投入大量人力物力便可对各类危旧房屋进行全天候实时在线监测，并可根据所监测房屋倾斜状态信息和定位信息及时向外界输出监测信息和预警信息，最大限度降低房屋坍塌事故的发生概率，减少人员伤亡，保障人民群众的生命及财产安全。

Description

基于北斗卫星导航系统的房屋倾覆预警方法、系统
技术领域
本发明属于建筑物监测技术领域，涉及基于北斗卫星导航系统的房屋倾覆预警方法、系统，尤其适用于危旧房屋的倾覆预警。
背景技术
危旧房为危房和旧房的统称，一般将接近或超过使用年限的房子称为旧房，而对超出房子承载力的房子称为危房。危旧房在经过长期使用后，往往存在着各类安全隐患，很容易对人身财产安全带来危害，尤其是不符合规定的自建房，如某地在原有老旧的6层自建房上加建到8层，并对房屋结构进行了不同程度的改动，最终导致坍塌事故，造成10人受伤、53人遇难的重大后果。目前，随着社会的不断发展，很多老危旧房、自建房等得到了拆除及重建，在一定程度上降低了危旧房带来的安全隐患，但还是存在大量的局部危房、甚至整栋危房依然有人居住的现象。为了确保这类危旧房的使用安全，通常需要专业监测人员定期上门监测，然而传统的人工监测手段存在一定的弊端，在线监测不仅费用十分昂贵，而且在一些如恶劣天气等特殊情况下，监测人员往往不能及时到达监测现场进行监测作业，无法保证危旧房的使用安全。因此，急需找到一种快捷、安全、准确、低成本的新型监测方式来代替传统的人工监测手段。
发明内容
针对上述背景技术中存在的危旧房监测不便、不及时且费用高的问题，本发明提供了一种基于北斗卫星导航系统的房屋倾覆预警方法、系统，能够有效、快速、实时的对危旧房倾斜状态进行监测并发出预警。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明基于北斗卫星导航系统的房屋倾覆预警方法，其特征在于，包括：
通过北斗卫星导航系统实时获取房屋的定位信息；
实时监测房屋的倾斜状态并将所获取该房屋的定位信息及实时倾斜状态信息实时输出；以及当监测出房屋出现倾斜时，将所获取该房屋的定位信息及实时倾斜状态信息作为房屋倾覆预警信息实时向外界发出。
进一步地，实时监测房屋的倾斜状态为多方位监测。
进一步地，通过北斗卫星导航系统实时获取的房屋定位信息包括房屋的高度信息，当实时获取的高度较原始高度降低时，将所获取该房屋的定位信息及实时倾斜状态信息作为房屋倾覆预警信息实时向外界发出。
进一步地，可通过GPS定位系统替代北斗卫星导航系统或者两种系统同时使用以获取房屋的定位信息。
进一步地，房屋倾覆预警信息包括该房屋内、外现场的声光警示。
进一步地，房屋倾覆预警信息包括远程预警信息。
本发明基于北斗卫星导航系统的房屋倾覆预警系统，包括：
用于通过北斗卫星导航系统获取房屋的定位信息的北斗定位单元；
至少两个安装于房屋不同方位墙体上用于监测房屋的倾斜信息的墙体倾斜监测单元；
用于发出房屋倾覆预警信息的报警单元；
用于显示房屋定位信息以及倾斜状态信息的信息显示单元；
用于接收北斗定位单元传送的房屋定位信息以及墙体倾斜监测单元传送的房屋的倾斜状态信息，并将所获取信息向信息显示单元输出和/或当房屋倾斜状态非正常时，将所获取信息向报警单元传送的核心处理单元，其通过线路分别与北斗定位单元、墙体倾斜监测单元、报警单元和信息显示单元相连接；以及
通过线缆与整个房屋倾覆预警系统各单元连接并提供电源的供电单元。
进一步地，所述墙体倾斜监测单元通过光电传感进行房屋倾斜的监测，其包括分别设置于地面和房屋墙体上并相互对应的光电发射端和光电接收端，光电发射端和光电接收端通过线路接入核心处理单元。
进一步地，所述墙体倾斜监测单元通过光电传感进行房屋倾斜的监测，其包括设置于房屋墙体上的壳体，壳体内侧底部设置有光电发射端，顶部通过悬挂绳设置有与光电发射端相对应的光电接收端，光电发射端和光电接收端通过线路接入核心处理单元。
进一步地，所述墙体倾斜监测单元还包括设置于墙体上的光电发射端和与光电发射端水平间隔对应设置于墙体外侧的光电接收端。
进一步地，所述报警单元包括声光报警器。
进一步地，所述报警单元包括安全部门接口。
相对于现有技术，本发明所述的基于北斗卫星导航系统的房屋倾覆预警方法、系统，其易于实施，成本低，维护方便，无需投入大量人力物力便可对各类危旧房屋进行全天候实时在线监测，并可根据所监测房屋倾斜状态信息和定位信息及时向外界输出监测信息和预警信息，最大限度降低房屋坍塌事故的发生概率，减少人员伤亡，保障人民群众的生命及财产安全。
附图说明
图1为本发明的原理示意图；
图2为本发明中墙体倾斜监测单元在墙体上设置的示意图；
图3为本发明中墙体倾斜监测单元在墙体上设置的另一种示意图；
图4为本发明中墙体倾斜监测单元倾斜时的示意图；
图中：1、核心处理单元；2、北斗定位单元；3、墙体倾斜监测单元；31、光电发射端；32、光电接收端；33、悬挂绳；34、壳体；4、供电单元；5、报警单元；51、声光报警器；52、安全部门接口；6、信息显示单元；7、墙体。
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。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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后，则该相对位置关系也相应地改变；“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
实施例1：
如附图所示，本发明基于北斗卫星导航系统的房屋倾覆预警方法，尤其适用于各类危旧房屋的倾斜状态报警，其包括：
通过已有的北斗卫星导航系统获取房屋的定位信息，获取定位时，一般通过相关的北斗定位模块即可实现，本实施例中的北斗卫星导航系统也可以通过GPS定位系统替代，或者两种系统同时使用以获取房屋的定位信息；另外，在实施时，还可以对危旧房多的地区划片，批量获取定位信息，建立危旧房地理信息的数据库，将获取的各房屋的定位信息输出至数据库内，数据库可设置在本地或云端；
实时监测房屋的倾斜状态并将所获取该房屋的定位信息及实时倾斜状态信息实时输出，实施时，实时监测房屋的倾斜状态为多方位监测，以保证监测的准确性；另外，可将各房屋的实时倾斜状态信息与数据库内各房屋定位信息相匹配，向房屋的数据库或相关显示设备实时输出所监测信息，实现众多房屋倾斜状态信息的实时在线监控；
当监测出房屋出现倾斜时，将所获取该房屋的定位信息及实时倾斜状态信息作为房屋倾覆预警信息实时向外界发出。房屋倾覆预警信息包括该房屋内、外现场的声光警示，如通过声光报警器进行警示，提示房屋内、外的人员尽快撤离该房屋或该区域，减少房屋坍塌事故发生概率，保障人员生命财产安全。房屋倾覆预警信息还包括远程预警信息，如：将该出现倾斜状态房屋信息上传至导航系统，通过导航系统提示该地区出现事故预警，提示正在经过或准备经过该地区的人员、车辆重新规划路线，避开些地区；也可以将出现倾斜状态房屋信息传送至相关安全部门或云端，相关部门可立即地该地区进行封锁、人员疏散、倾斜状态人工复测等措施，降低可能坍塌房屋造成的损害。
本实施例中，通过北斗卫星导航系统实时获取的房屋定位信息还可以包括房屋的高度信息，将实时获取的高度与房屋原始高度进行比较，当出现降低时，即房屋可能出现下沉、倒覆的情况，将所获取该房屋的定位信息及实时倾斜状态信息作为房屋倾覆预警信息实时向外界发出。
实施例2：
如图1至图4所示，本发明基于北斗卫星导航系统的房屋倾覆预警系统，尤其适用于在各类10层左右或以下危旧房屋上实施，它包括：
用于通过北斗卫星导航系统获取房屋的定位信息的北斗定位单元2，北斗定位单元2可以使用北斗接收模块，如L76-K北斗定位模块，用于定位、导航及授时，该模块体积小，便于进行设备嵌入，且该模块冷启动时间仅需15s，应用后可快速投入使用；
至少两个安装于房屋不同方位墙体上用于监测房屋的倾斜信息的墙体倾斜监测单元3，一般一个房屋墙体的各个方位均可安装墙体倾斜监测单元3，所述墙体倾斜监测单元3通过光电传感进行房屋倾斜的监测，其包括分别设置于地面和房屋墙体7上并相互对应的光电发射端31和光电接收端32，由光电发射端31发出光束，光电接收端32用于接收光束，当光电接收端32可以接收到光束时，也即房屋的墙体7没有反生倾斜，则输出正常信号，反之，则输出非正常信号，也即光电接收端32无法接收到光电发射端31发出的光束；
用于发出房屋倾覆预警信息的报警单元5，报警单元5包括声光报警器51，设置于房屋的内部和/或外部，在房屋出现倾斜状态时，发出声光警报，提醒房屋内部及外部的人员及时撤离该区域，报警单元5还包括安全部门接口52，用于将经监测出现倾斜状态的房屋信息通过该安全部门接口52传送至各相关安全部门，如交警部门、城管部门、地质部门等，也可以传送至云端，通过如导航系统提醒预警区域，提醒人员避免进入该区域；
用于显示房屋定位信息以及倾斜状态信息的信息显示单元6，可以为显示器/屏等，当房屋墙体7被监测出存在倾斜状态时，预警信息也可以通过该信息显示单元6进行显示；
用于接收北斗定位单元2传送的房屋定位信息以及墙体倾斜监测单元3传送的房屋的倾斜状态信息，并将所获取信息向信息显示单元6输出和/或当房屋倾斜状态非正常时，将所获取信息向报警单元5传送的核心处理单元1，核心处理单元1为控制器类的元器件，如：ESP32微控制器，其通过线路分别与北斗定位单元2、墙体倾斜监测单元3的光电发射端31和光电接收端32、报警单元5和信息显示单元6相连接；
以及通过线缆与整个房屋倾覆预警系统各单元连接并提供电源的供电单元4，供电单元4可以为可充电电源或者民用交流电源。
应用时，可以在需要进行倾斜监测的独栋房屋的墙体7上按需安装各墙体倾斜监测单元3的光电发射端31和光电接收端32，在房屋内外设置报警单元5的声光报警器51，核心处理单元1、北斗定位单元2、供电单元4、信息显示单元6可事先集中安装在一起，组成一个大的模块；当墙体7上的光电接收端32正常接收光电发射端31的光束，说明墙体7处于正常状态，墙体倾斜监测单元3向核心处理单元1返回正常信息，核心处理单元1将房屋的倾斜状态信息以及北斗定位单元2获取的定位信息通过信息显示单元6进行实时显示，同时还可以将上述信息通过安全部门接口52实时传送至各安全部门和云端，实现房屋墙体7的全天候监测；当墙体7上的光电接收端32不能正常接收到光电发射端31发射的光束时，说明墙体7处于倾斜状态，墙体倾斜监测单元3向核心处理单元1返回墙体非正常状态信息，核心处理单元1将房屋的倾斜状态信息以及北斗定位单元2获取的定位信息通过信息显示单元6进行实时显示，并且通过报警单元5的声音报警器51进行警示，让房屋内的人员及时撤离该区域，同时还可以将上述信息通过安全部门接口52实时传送至各安全部门和云端，实现各相关安全部门及时采取相关措施，避免坍塌事故发生的概率。本实施例应用时，还可以以划片区的形式，为各区域内的各类危旧房信息建立的数据库，与各房屋中的北斗定位单元2的定位信息相匹配，通过安全部门接口或其它通讯接口向云端、上位系统或各相关部门系统上传数据，实现各片区域内危旧房的房屋状态的在线监测。
实施例3：
如图1-图4所示，本发明基本同实施例2，区别在于墙体倾斜监测单元3的结构及设置方式，因为受限于房屋高度的影响和光电发射端31和光电接收端32的感应距离，可以将墙体倾斜监测单元3制作成一种检测模块，便于安装和更换，具体的：所述墙体倾斜监测单元3包括设置于房屋墙体7上的壳体34，壳体34内侧底部设置有光电发射端31，顶部通过悬挂绳33设置有与光电发射端31相对应的光电接收端32，光电发射端31和光电接收端32通过线路接入核心处理单元1。本实施例中，多个墙体倾斜监测单元3可同时使用，以提升监测的准确性，当将墙体倾斜监测单元3的壳体34竖直安装于墙体7内侧或外侧时，光电接收端32在重力的作用下与光电发射端31处于上下对应的状态并正常接收光电发射端31发射的光束，并向核心处理单元1发送墙体7正常状态的信号；而当墙体7发生倾斜时，光电接收端32在重力的作用下与光电发射端31发射的光束会处于错位的状态，无法正常接收光束信号，则向核心处理单元1发出墙体7处于倾斜状态的信号。本实施例中，壳体1可以为半圆桶状，长度可根据光电发射端31和光电接收端32的实际感应距离进行设置，用于避免因风雨等因素导致光电接收端32晃动，其上还可设置水准气泡和观察窗，便于将墙体倾斜监测单元3安装在竖直状态，以及观察壳体内侧光电发射端31和光电接收端32之间光束的情况。
实施例4：
在实施例2和/或实施例3的基础上，所述墙体倾斜监测单元3还包括设置于墙体7上的光电发射端31和与光电发射端31水平间隔对应设置于墙体7外侧的光电接收端32,光电接收端32可以设置在地面上还支架上。应用时，当房屋出现下沉或倾覆状态时，会带动光电发射端31同步下沉或翻转，光电接收端32失去光束信号，然后通过报警单元5发出预警信息。

Claims (10)

1.基于北斗卫星导航系统的房屋倾覆预警方法，其特征在于，包括：
通过北斗卫星导航系统实时获取房屋的定位信息；
实时监测房屋的倾斜状态并将所获取该房屋的定位信息及实时倾斜状态信息实时输出；以及当监测出房屋出现倾斜时，将所获取该房屋的定位信息及实时倾斜状态信息作为房屋倾覆预警信息实时向外界发出。
2.根据权利要求1所述的基于北斗卫星导航系统的房屋倾覆预警方法，其特征在于，通过北斗卫星导航系统实时获取的房屋定位信息包括房屋的高度信息，当实时获取的高度较原始高度降低时，将所获取该房屋的定位信息及实时倾斜状态信息作为房屋倾覆预警信息实时向外界发出。
3.根据权利要求1所述的基于北斗卫星导航系统的房屋倾覆预警方法，其特征在于，可通过GPS定位系统替代北斗卫星导航系统或者两种系统同时使用以获取房屋的定位信息。
4.根据权利要求1所述的基于北斗卫星导航系统的房屋倾覆预警方法，其特征在于，房屋倾覆预警信息包括该房屋内、外现场的声光警示和/或远程预警信息。
5.基于北斗卫星导航系统的房屋倾覆预警系统，其特征在于，包括：
用于通过北斗卫星导航系统获取房屋的定位信息的北斗定位单元(2)；
至少两个安装于房屋不同方位墙体上用于监测房屋的倾斜信息的墙体倾斜监测单元(3)；
用于发出房屋倾覆预警信息的报警单元(5)；
用于显示房屋定位信息以及倾斜状态信息的信息显示单元(6)；
用于接收北斗定位单元(2)传送的房屋定位信息以及墙体倾斜监测单元(3)传送的房屋的倾斜状态信息，并将所获取信息向信息显示单元(6)输出和/或当房屋倾斜状态非正常时，将所获取信息向报警单元(5)传送的核心处理单元(1)，其通过线路分别与北斗定位单元(2)、墙体倾斜监测单元(3)、报警单元(5)和信息显示单元(6)相连接；以及
通过线缆与整个房屋倾覆预警系统各单元连接并提供电源的供电单元(4)。
6.根据权利要求5所述的基于北斗卫星导航系统的房屋倾覆预警系统，其特征在于：所述墙体倾斜监测单元(3)通过光电传感进行房屋倾斜的监测，其包括分别设置于地面和房屋墙体(7)上并相互对应的光电发射端(31)和光电接收端(32)，光电发射端(31)和光电接收端(32)通过线路接入核心处理单元(1)。
7.根据权利要求5所述的基于北斗卫星导航系统的房屋倾覆预警系统，其特征在于：所述墙体倾斜监测单元(3)通过光电传感进行房屋倾斜的监测，其包括设置于房屋墙体(7)上的壳体(34)，壳体(34)内侧底部设置有光电发射端(31)，顶部通过悬挂绳(33)设置有与光电发射端(31)相对应的光电接收端(32)，光电发射端(31)和光电接收端(32)通过线路接入核心处理单元(1)。
8.根据权利要求6或7所述的基于北斗卫星导航系统的房屋倾覆预警系统，其特征在于：所述墙体倾斜监测单元(3)还包括设置于墙体(7)上的光电发射端(31)和与光电发射端(31)水平间隔对应设置于墙体(7)外侧的光电接收端(32)。
9.根据权利要求5-7任一项所述的基于北斗卫星导航系统的房屋倾覆预警系统，其特征在于：所述报警单元(5)包括声光报警器(51)和/或安全部门接口(52)。
10.根据权利要求8所述的基于北斗卫星导航系统的房屋倾覆预警系统，其特征在于：所述报警单元(5)包括声光报警器(51)和/或安全部门接口(52)。
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