CN202215296U

CN202215296U - 基于vsat卫星通信的隧道安全性实时监测系统

Info

Publication number: CN202215296U
Application number: CN 201120252679
Authority: CN
Inventors: 林晨恺; 何建宇; 林经纬; 吴伟林; 王维军; 何戎辽
Original assignee: Chengdu Linhai Electronics Co Ltd
Current assignee: Chengdu Linhai Electronics Co Ltd
Priority date: 2011-07-18
Filing date: 2011-07-18
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2021-07-18

Abstract

本实用新型涉及安全性监测系统，本实用新型公开了一种基于VSAT卫星通信的隧道安全性实时监测系统，包括：VSAT主站、VSAT卫星、至少一个VSAT分站、所述VSAT分站通过VSAT卫星连接VSAT主站，所述VSAT分站中设置隧道位移传感监测系统，所述隧道位移传感监测系统中设置三个传感器，分别安装在隧道监测点的水平方向和垂直方向，水平方向安装在水平X轴和水平Y轴，垂直方向安装在垂直Z轴。本实用新型公开的隧道安全性实时监测系统填补了现有技术中隧道安全监测系统的空白，通过安装在隧道监测点的三个传感器监测监测点是否存在位移，从而判断隧道是否出现坍塌等安全隐患，本实用新型基于VSAT卫星进行通信，通信稳定性高，系统成本低，实用性高。

Description

基于VSAT卫星通信的隧道安全性实时监测系统

技术领域

本实用新型涉及安全性监测系统，尤其涉及一种基于VSAT卫星通信的隧道安全性实时监测系统。

背景技术

我国经济建设的规模在不断扩大，城际列车、高速铁路、高速公路等项目正在进行大规模建设。这些项目都要求线路直线化，因此大量的隧道在开凿建设，并投入使用。目前使用中的隧道受地质灾害的影响，时有发生坍塌，造成非常严重的后果，给人民的生命财产造成重大的损失。现有技术中，我国对隧道的管理只考虑以下方面：火灾、交通安全事故、进水、拥堵、通风、照明等，并没有对隧道发生坍塌前的位移监测和管理。现有技术中，对于其他建筑物产生位移的监测设备均由国外进口，一般采用GPS为传感器，其价格昂贵，传输方式有限，对于电网所不能达到的地方无法实现监测，目前，隧道的监测基本属于空白阶段。然而，我国面积辽阔，各种隧道分布范围广，现有的技术无法对所有的隧道进行统一的监测导致很多隧道的安全状况无法及时获取，经常造成重大的生命财产损失。

实用新型内容

针对现有技术中没有一种对隧道安全性进行实时监测的系统，因此有必要提供一种隧道安全性实时监测的系统。

本实用新型公开了一种一种基于VSAT卫星通信的隧道安全性实时监测系统，其包括：VSAT主站、VSAT卫星、至少一个VSAT分站、所述VSAT分站通过VSAT卫星连接VSAT主站，所述VSAT分站中设置隧道位移传感监测系统，所述隧道位移传感监测系统中设置三个传感器，分别安装在隧道监测点的水平方向和垂直方向，水平方向安装在水平X轴和水平Y轴，垂直方向安装在垂直Z轴。

优选地，上述位移传感系统包括滤波器、放大器、ARM板、数据处理中心，所述传感器依序连接滤波器、放大器、ARM板、数据处理中心。

优选地，上述ARM板上设置报警装置。

优选地，上述监测系统包括太阳能供电装置，所述太阳能供电装置连接VSAT分站。

优选地，上述太阳能供电装置包括太阳能电池板、太阳能控制器和蓄电池，所述太阳能控制器分别连接太阳能电池板、蓄电池。

优选地，上述VSAT主站包括控制中心。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型公开的隧道安全性实时监测系统填补了现有技术中隧道安全监测系统的空白，通过安装在隧道监测点的三个传感器监测监测点是否存在位移，从而判断隧道是否出现坍塌等安全隐患，本实用新型基于VSAT卫星进行通信，通信稳定性高，系统成本低，实用性高。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1 为基于VSAT卫星通信的隧道安全性实时监测系统。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其它等效或具有类似目的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

VSAT是一种天线口径很小的卫星通信地球站，又称微型地球站或小型地球站。其特点是天线直径很小(一般为0.3-2.4米)，其设备结构紧凑、固体化、智能化、价格便宜、安装方便、对使用环境要求不高，且不受地面网络的限制，组网灵活。本实用新型公开的基于VSAT卫星通信的隧道安全性实时监测系统，包括：VSAT主站、VSAT卫星、至少一个VSAT分站、所述VSAT分站通过VSAT卫星连接VSAT主站，所述VSAT分站中设置隧道位移传感监测系统，所述隧道位移传感监测系统中设置三个传感器，分别安装在隧道监测点的水平方向和垂直方向，水平方向安装在水平X轴和水平Y轴，垂直方向安装在垂直Z轴。通过安装在水平和垂直方向上的三个传感器采集到的位置数据传输给VSAT分站，VSAT分站再通过VSAT卫星传输给VSAT主站进行分析，由此得到每个隧道中监测点的位移状况，实时监测隧道的安全信息，通过监测点位移是否发生改变判断隧道是否发生震动或坍塌等其他状况。

如图1所示的基于VSAT卫星通信的隧道安全性实时监测系统，VSAT卫星通信子系统由一个包含控制中心的主站、卫星和1到k个VSAT终端（位移监测点）三部分组成。信号发送：网络交换设备将接入的业务信息（包括数据、语音和图像），通过IP接入控制器送入路由器；路由器将数字信号送入调制解调器；经调制解调器的基带处理和调制处理后转换为中频信号，经射频子系统送入天线子系统发向卫星。信号接收：通过天线子系统接收到的由卫星转发来信号，经射频子系统分路处理后，分别送入各调制解调器。经调制解调器解调、基带处理后，转换为数据信号送入路由器，经过路由器送入IP接入控制器，然后送入网络交换设备。：监测到的数据直接接入卫星终端，通过卫星网络传输通道，实现控制中心与位移监测点之间数据业务的传输。：音视频信号经过音视频切换器切换选择，接入图像编解码器，通过图像编解码器对所接入的视音频信号进行量化、压缩、编码等处理，送入业务传输通道发向卫星，实现控制中心与位移监测点之间图像业务的传输，可以观察到现场所发生的情况，为控制中心提供有效的指挥依据。主站（监测中心），它是VSAT卫星通信子系统的心脏。主站使用较大型的天线，其天线直径一般为9m（Ku波段）或13m（C波段），并配有高功率放大器（HPA）、低噪声放大器（LNA）、上/下变频器、调制解调器及数据接口设备等。主站通常与计算机放在一起或通过其它（地面或卫星）线路与主计算机连接。为了对全网进行监测、管理、控制和维护，在主站内设有一个网络控制软件，对全网运行状况进行监控和管理，如实时监测、诊断各小站及主站本身的工作状况，测试信道质量，负责信道分配，统计等。操作员可在控制台使用键盘进行操作，通过屏幕显示并打印输出结果。VSAT小站由小口径天线、室外单元和室内单元组成。VSAT天线有正馈和偏馈两种形式，正馈天线尺寸较大，而偏馈天线尺寸小、性能好（效率高、旁瓣小），且结构上不易积雪，因此采用偏馈式VSAT天线。室外单元主要包括GaAsFET固态功放、低噪声场效应管放大器、上/下变频器和相应的监测电路等。整个单元可以装在一个小金属盒子内，直接挂在天线反射器背面。室内单元主要包括调制解调器、编译码器和数据接口设备等。室内外两单元之间以同轴电缆连接。传送中频信号和供电电源。整套设备结构紧凑、造价低廉、全固态化、安装方便、环境要求低，可直接与位移传感子系统相连，不需要地面中继线路。

优选地，所述位移传感系统进一步包括滤波器、放大器、ARM板、数据处理中心，所述传感器依序连接滤波器、放大器、ARM板、数据处理中心。当有位移发生时，传感器采集到来水平X轴、水平Y轴和垂直方向Z轴的信号，传感器将输出的传感器信号通过1KHz的低通滤波器，滤除参杂在信号中的高频干扰；然后将滤波后的信号传送给放大器，放大器将输入的信号放大到1V_pp，送到ARM板进行转换，由于采集到的信号为模拟信号，此时，使用ARM板上的AD转换功能，将模型信号转换成数字信号，并传送给数据处理中心。

优选地，所述ARM板上设置报警装置，如LED灯光报警装置和蜂鸣器声音报警装置，出现异常情况时，安装在ARM板上的LED灯光报警装置和蜂鸣器声音报警装置同时工作，产生报警功能。

优选地，所述监测系统包括太阳能供电装置，所述太阳能供电装置连接VSAT分站，用于给VSAT分站供电，在很多边远山区电网没有到达的地方也可以实现对隧道的安全性实时监测。

优选地，所述太阳能供电装置包括太阳能电池板、太阳能控制器和蓄电池，所述太阳能控制器分别连接太阳能电池板、蓄电池，所述蓄电池和太阳能控制器连接分站，给分站中需要供电的装置供电。

优选地，所述主站包括控制中心，所述控制中心根据震动点的位置通知其他监测中心，做好预防和撤离准备。

本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims

1.一种基于VSAT卫星通信的隧道安全性实时监测系统，其特征在于包括：VSAT主站、VSAT卫星、至少一个VSAT分站、所述VSAT分站通过VSAT卫星连接VSAT主站，所述VSAT分站中设置隧道位移传感监测系统，所述隧道位移传感监测系统中设置三个传感器，分别安装在隧道监测点的水平方向和垂直方向，水平方向安装在水平X轴和水平Y轴，垂直方向安装在垂直Z轴。

2.如权利要求1所述的隧道安全性实时监测系统，其特征在于所述位移传感系统包括滤波器、放大器、ARM板、数据处理中心，所述传感器依序连接滤波器、放大器、ARM板、数据处理中心。

3.如权利要求2所述的隧道安全性实时监测系统，其特征在于所述ARM板上设置报警装置。

4.如权利要求1所述的隧道安全性实时监测系统，其特征在于所述监测系统包括太阳能供电装置，所述太阳能供电装置连接VSAT分站。

5.如权利要求4所述的隧道安全性实时监测系统，其特征在于所述太阳能供电装置包括太阳能电池板、太阳能控制器和蓄电池，所述太阳能控制器分别连接太阳能电池板、蓄电池。

6.如权利要求1所述的隧道安全性实时监测系统，其特征在于所述VSAT主站包括控制中心。