CN202092668U - 可自由组网的无线灌浆数据监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可自由组网的无线灌浆数据监测系统，包括带网络功能的灌浆记录仪，中继路由，多跳路由和中央服务器，带网络功能的灌浆记录仪包括以ARM嵌入式微处理器为主控芯片的操作系统与可自由组网的无线网络模块，灌浆数据的信号采集部分经过隔离、滤波、信号放大和A/D转换后，数字信号由ARM嵌入式微处理器负责将灌浆数字信号进行数据计算和处理，并及时存入RAM存储器中，ARM嵌入式微处理器执行灌浆数据的无线网络收发的多任务调度与管理，交互式控制无线网络模块。本实用新型通过自建灵活自由组网进行灌浆数据的无线实时传输，将各施工点灌浆记录仪的数据上传到中央服务器，进行数据汇总、信息管理，实现灌浆施工的自动记录和无线监测。

Description

可自由组网的无线灌浆数据监测系统

技术领域

本实用新型涉及一种可自由组网的无线灌浆数据监测系统，属于灌浆施工信息管理技术，实现灌浆施工的自动记录和无线监测。 

背景技术

灌浆记录仪是灌浆施工中应用的一种自动化监控装置，其作用是在灌浆过程中，完成数据采集与处理，在屏幕上显示灌浆压力、流量、水灰比及注入水泥总量，按设定时间间隔定时打印出时间、平均压力、最大压力、流量和水灰比，当灌浆结束时，自动计算并打印注入水泥总量、浆液总量和单耗水泥量，并且打印出灌浆压力和流量随时间变化的过程曲线。在压水过程中，记录压力和流量，计算出最后一点的吕容值并打印出来。仪器的应用主要是为了提高工作效率和工程质量，减少人工操作强度。 

灌浆技术是建筑物地基加固和防渗处理的重要手段，但因其属隐蔽工程，其施工质量和效果不可能直观地评价，只能借助于分析检查孔资料和分析记录施工过程中的数据来进行评价。过去，这些参数的量测和记录全由人工完成，数据的准确性会受到人为因素的影响，从而影响灌浆成果的分析。目前，灌浆施工领域都是通过独立的灌浆记录仪进行数据记录和监测，无法对整个灌浆施工面进行有效和及时的记录和监测，且灌浆资料的整理和归纳相当的繁杂。其缺点是无法对灌浆施工区域情况进行全部记录和监测，且数据资料需要收集各台灌浆记录仪的数据资料后才能进行归纳整理，无法保证灌浆数据的实时性等，存在诸多问题，有待解决。 

随着计算机技术的进步和网络的发展，带网络功能的灌浆记录仪成为发展趋势，运用先进的网络、信息技术将各种施工点记录仪的数据上传到中央服务器，进行数据汇总、信息管理。用户在任何有网络的地方可以实时查看灌浆过程的流量、压力、密度等数据，同时，多台灌浆记录仪的信息集合到一起，相比以往单台记录仪，具有更为强大和完善的 功能。可自由组网的无线灌浆数据监测系统还将进一步扩展到手机端。用户可以通过手机实时监控灌浆，用户只需要通过手机的GPRS网络，在任何地方都可以实时查看灌浆过程中的流量、压力、密度数据和灌浆施工过程曲线，同时具备对历史灌浆资料进行搜索查看的功能。 

发明内容

本实用新型的目的是克服上述已有技术的不足，提供一种可自由组网的无线灌浆数据监测系统，在灌浆记录仪主机的基础上，运用先进的网络、信息技术将各施工点灌浆记录仪的数据上传到中央服务器，进行数据汇总、信息管理，实现灌浆施工的自动记录和监测。用户在任何有网络的地方可以实时查看灌浆过程的流量、压力、密度等数据，同时支持灌浆资料的查看、搜索、整理、保存及打印等功能。 

本实用新型的技术方案：本实用新型的可自由组网的无线灌浆数据监测系统包括带网络功能的灌浆记录仪，中继路由，多跳路由和中央服务器，带网络功能的灌浆记录仪包括以ARM嵌入式微处理器为主控芯片的操作系统与可自由组网的无线网络模块，灌浆信号采集部分与隔离、滤波和放大电路连接，信号的隔离、滤波和放大电路通过A/D转换器与ARM嵌入式微处理器连接，ARM嵌入式微处理器与可自由组网的无线网络模块连接，ARM嵌入式微处理器与抗干扰电源连接，ARM嵌入式微处理器的输出与RS232/485、USB接口、针式打印机、触摸显示屏连接。 

所述的可自由组网的无线网络模块包括可自由组网模块CPU芯片及与之连接的射频芯片、RS232/485串口、Flash存储器，射频芯片与天线连接。 

本实用新型的优点：可自由组网的无线灌浆数据监测系统可实现用户在任何有网络的地方可以实时查看灌浆过程的流量、压力、密度等数据，同时，多台灌浆记录仪的信息集合到一起，相比以往单台记录仪，具有更为强大和完善的功能。在没有其他无线网络的地点，通过自建无线网络进行数据的无线传输，实时实地上传灌浆数据功能，通过先进的无线传输技术，将灌浆记录仪数据实时发送到中央服务器。同时，用户可以随时随地监控流量、压力、密度、抬动灌浆数据信息，解决了灌浆施工现场各工作面分散、远距离难以实时监控的问题。用 户也可以进行资料查询、报表及图表生成、资料打印等操作。针对不同用户设置不同权限管理，对于不同层级的用户，系统可以根据各方面不同的职责设置不同的用户权限，对中央服务器上的数据实施不同程度的管理。另外，可自由组网的无线灌浆数据监测系统适应简易压水、常规压水、五点法压水、灌浆、冲孔等工艺，适应小循环或大循环管路，适应四参数记录，掉电数据保存，上电后数据自行恢复，输入信号带短路保护、雷击保护、方向反接保护。 

可自由组网的无线灌浆数据监测系统在没有其他无线网络的地点，通过自建无线网络进行数据的无线传输；数据能够通过多跳路由进行传输，来增加传输距离和改变传输路径；网络中可以存在多个采集点，并且采集点之间、采集点与多跳路由之间、采集点与控制中心之间、多跳路由之间和多跳路由与控制中心之间都可以进行传输。它是在灌浆记录仪主机的基础上，运用先进的网络、信息技术将各施工点灌浆记录仪的数据上传到中央服务器，进行数据汇总、信息管理，实现灌浆施工的自动记录和监测。用户在任何有网络的地方可以实时查看灌浆过程的流量、压力、密度等数据，同时支持灌浆资料的查看、搜索、整理、保存及打印等功能。 

附图说明

图1为本实用新型的原理框图暨组网结构图。 

图2为带网络功能的灌浆记录仪的原理框图。 

图3为本实用新型可自由组网的无线网络模块硬件框图。 

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型的实施方式： 

图1为本实用新型的组网结构图：本实用新型包括带网络功能的灌浆记录仪，中继路由，多跳路由和中央服务器。带网络功能的灌浆记录仪将将灌浆数据发送，由中继路由和多跳路由可自由组网，形成无线网络，将带网络功能的灌浆记录仪接入无线网络后，将灌浆数据传输，实现了对区域内灌浆施工工程的记录和监测。 

图2为带网络功能的灌浆记录仪的原理框图：带网络功能的灌浆记录仪包括以ARM嵌入式微处理器为主控芯片的操作系统与可自由组网的无线网络模块，灌浆信号采集部分与隔离、滤波和放大电路连接， 信号的隔离、滤波和放大电路通过A/D转换器与ARM嵌入式微处理器连接，ARM嵌入式微处理器与可自由组网的无线网络模块连接，ARM嵌入式微处理器与抗干扰电源连接，ARM嵌入式微处理器的输出与RS232/485、USB接口、针式打印机、触摸显示屏连接。 

其工作原理为灌浆施工中的流量、压力、密度、抬动等多个传感器的信号经信号隔离、滤波、放大和A/D转换器进入ARM嵌入式微处理器进行数据计算和处理，并及时存入RAM存储器中，同时ARM嵌入式微处理器执行灌浆数据的无线网络收发的多任务调度与管理，交互式控制可自由组网的无线网络模块，已计算处理的灌浆数据通过可自由组网的无线网络模块进行传输，同时ARM嵌入式微处理器连接RS232/485串口，USB接口和针式打印机接口，可实现灌浆数据的现场导出，数据查询和打印功能。 

图3为本实用新型可自由组网的无线网络模块硬件框图： 

可自由组网的无线网络模块包括可自由组网模块CPU芯片及与之连接的射频芯片、RS232/485串口、Flash存储器，射频芯片与天线连接。其工作原理为ARM嵌入式微处理器控制可自由组网的无线网络模块和RAM存储器。ARM嵌入式微处理器发送控制信号到RAM存储器，将存储在RAM存储器内的灌浆数据经可自由组网模块CPU存入Flash存储器，数据经射频芯片由天线接口进行无线信号传输，同时可自由组网模块CPU可控制RS232/485串口的数据传输。 

可自由组网的网络接口模块是低功耗、短距离的无线通信模块，它包括API(应用程序编程接口)，MAC(介质访问层)，DLL(数据链路层)，PHY(物理层)。其中MAC(介质访问层)，DLL(数据链路层)和PHY(物理层)都执行IEEE802.15.4标准。 

如图1：可自由组网的无线灌浆数据监测系统的无线组网技术能够自建通信网络，进行数据传输，在没有其他无线网络的地点，通过自建无线网络进行数据的无线传输；数据能够通过多跳路由进行传输，来增加传输距离和改变传输路径；网络中可以存在多个采集点，并且采集点之间、采集点与多跳路由之间、采集点与中央服务器之间、多跳路由之间和多跳路由与中央服务器之间都可以进行传输。其数据传输都为数据的透明传输，方便对于已有的有线设备升级为无线设备。 

使用触摸屏界面，可设置相关信息后进入到数据实时显示界面，在 该界面可以查看到可自由组网的无线灌浆数据监测系统记录和监测到的灌浆实时数据，并通过该系列数据了解到区域内灌浆施工的情况，且遇到异常信号时能立刻声光和短信报警。 

可自由组网的无线灌浆数据监测系统通过可自由组网的网络功能模块进行组网通讯，与中央服务器组成星形网络，将灌浆数据存入中央服务器的数据库，通过触摸屏还可以切换到记录界面，可以查询和浏览各灌浆施工点的历史数据，并且通过选择所需数据进行报表打印。 

用户在Internet网的计算上实时监视灌浆过程中的流量、压力、密度、抬动数据，实时监控灌浆施工现场各工作面情况，也可以进行资料查询、报表及图表生成、资料打印等操作。 

以上实例，仅为说明本实用新型的技术特征和可实施性，其目的在于使该领域的技术人员能够了解本实用新型的内容。因此，凡依据本实用新型的构思作出的变换和修饰，均属于本实用新型的保护范围。 

Claims (2)

1.一种可自由组网的无线灌浆数据监测系统，包括带网络功能的灌浆记录仪，中继路由，多跳路由和中央服务器，其特征在于：带网络功能的灌浆记录仪包括以ARM嵌入式微处理器为主控芯片的操作系统与可自由组网的无线网络模块，灌浆信号采集部分与隔离、滤波和放大电路连接，信号的隔离、滤波和放大电路通过A/D转换器与ARM嵌入式微处理器连接，ARM嵌入式微处理器与可自由组网的无线网络模块连接，ARM嵌入式微处理器与抗干扰电源连接，ARM嵌入式微处理器的输出与RS232/485、USB接口、针式打印机、触摸显示屏连接。

2.根据权利要求1所述的可自由组网的无线灌浆数据监测系统，其特征在于：可自由组网的无线网络模块包括可自由组网模块CPU芯片及与之连接的射频芯片、RS232/485串口、Flash存储器，射频芯片与天线连接。

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