CN204758021U - 建筑支模体系施工安全的无线智能监测仪及其系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于建筑支模体系施工安全的无线智能监测仪，包括MCU控制器和与所述MCU控制器连接的ZigBee无线通信电路、屏幕输出电路和数据存储器；所述MCU控制器通过ZigBee无线通信电路与支模体系中设置的ZigBee无线传感器模组完成互联，接收ZigBee无线传感器模组发出的感测信息，该感测信息通过屏幕输出电路输出，并储存于所述数据存储器中。本实用新型所述无线智能监测仪，其过ZigBee无线传输技术，使得建筑现场布线简单、方便。本实用新型所述的用于建筑支模体系施工安全的无线智能监测系统，能够使得用户能够远程的实现监测的目的，不受地域和时间的限制。

Description

建筑支模体系施工安全的无线智能监测仪及其系统

技术领域

本实用新型属于建筑支模系统施工安全测试技术领域，具体涉及一种建筑支模体系安全的无线智能监测仪及其系统。

背景技术

目前在建筑工程中支模体系的安全监测的主要做法是：安排专人在外围设置监测点，并结合采用光学仪器，在浇筑混凝土过程中实施实时监测，监测频率为20-30分钟一次。支模坍塌事故往往发生在内部。由于支模内部杆件较密，外部的光学仪器难以观测，高支模体系是柔性时变系统，外围的变化与高支模体系内部没有直接对应的关系。传统方法不是最有效的安全监测方式。

授权公告号CN203704975U实用新型专利公告了一种高支模实时监测警报系统，该系统通过对高支模施工进行监测，当监测指标超限时，触发现场报警装置起到安全警报作用。该系统存在一些问题如：(1)传感器采用的都是电路连接，由于传感器众多，使得布线复杂，安装也不方便；(2)无法提供给使用者明确的监测点的位置和数量，需要凭经验确定，导致监测效果打折；(3)系统现场超限报警，没有解决远程监控和管理的问题；(4)系统设备模块多，使用不便；(5)采用3G/GPRS无线通信模块进行数据传输，功耗大，速率低，不能长时间或传输较大的数据流。

实用新型内容

为了克服上述技术缺陷，本实用新型提供一种用于建筑支模体系施工安全的无线智能监测仪，通过无线传输技术，使得建筑现场无需大量复杂的布线，就可完成建筑支模体系施工过程中的安全监测。

为了解决上述问题，本实用新型按以下技术方案予以实现的：

本实用新型所述的用于建筑支模体系施工安全的无线智能监测仪，包括MCU控制器和与所述MCU控制器连接的ZigBee无线通信电路、屏幕输出电路和数据存储器；所述MCU控制器通过ZigBee无线通信电路与支模体系中设置的ZigBee无线传感器模组完成互联，接收ZigBee无线传感器模组发出的感测信息，该感测信息通过屏幕输出电路输出，并储存于所述数据存储器中。

进一步地，所述MCU控制器的输出端还连接有数据存储器。

进一步地，所述MCU控制器还连接有AD采样电路。

进一步地，所述MCU控制器还连接有报警输出电路。

进一步地，所述MCU控制器还连接有GPS信号接收电路。

进一步地，所述MCU控制器还连接有4G远程通信电路。

为了克服上述技术缺陷，本实用新型提供还提供一种用于建筑支模体系施工安全的无线智能监测系统，能够使得用户通过ZigBee无线技术实现监测的目的，以及利用远程通信技术，使的监测不受时间和地域的限制，具体通过以下方案实现的：

本实用新型所述的用于建筑支模体系施工安全的无线智能监测系统，包括无线智能监测仪、设置于支模体系中各监测点的ZigBee无线传感器模组和云计算平台；所述无线智能监测仪与所述ZigBee无线传感器模组近距离通信连接；所述无线智能监测仪通过4G通信网络与云计算平台远距离连接。

进一步地，所述ZigBee无线传感器模组包括传感器、ZigBee无线通信发射电路和电源；所述电源为传感器和ZigBee无线通信发射电路分别提供电力来源。

进一步地，所述传感器包括有侧移计、模板沉降计、拾振器、倾角器、风力计和轴力计。

进一步地，所述无线智能监测仪通过4G通信网络连接有移动终端。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型所述的无线智能监测仪，采用无线传感器模组实现各监测点的感测数据的实时监测，所述MCU控制器能够实时的监测到每个监测点唯一准确的信息，该ZigBee技术使得整个支模体系中传感器的布线简单、方便。

本实用新型所述的无线智能监测系统，通过将无线监测装置中的远程通信装置与云计算平台以及移动终端连接，实现远程监控，使得用户不受时间和地点的限制，监控便捷。同时，云计算平台强大的计算能力和存储能力，通过输入工程的概况，支模参数，建模计算，得到支模系统的荷载、变形结果，得到最不利的截面和节点，进行监测传感器选型/定点/定量、确定监测参限值，自动生成监测方案，该方案的监测效果比现有仅凭经验的设定要有效得多。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本实用新型实施例提供所述建筑支模体系施工安全的无线智能监测仪的整体结构框图；

图2是本实用新型实施例提供所述建筑支模体系施工安全的无线智能监测系统的整体结构框图；

图3是本实用新型实施例提供的ZigBee无线传感器模组的结构框图；

图4是本实用新型实施例提供的传感器的安装简图；

图5是本实用新型实施例提供的ZigBee无线传感器与无线智能监测仪的网组模拟示意图；

图6本实用新型实施例提供所述建筑支模体系施工安全的无线智能监测系统的流程示意简图。

图中：

1：MCU控制器2：ZigBee无线通信接收电路3：GPS信号接收电路

4：ZigBee无线传感器模组

41：传感器42：ZigBee无线通信发射电路43：电源

411：侧移计412：模板沉降计413：拾振器

414：倾角器415：风力计416：轴力计

5：屏幕输出电路6：键盘输入电路7：4G远程通信电路8：云计算平台

9：移动终端10：AD采集电路11：数据存储器12：报警输出电路

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型所述的用于建筑支模体系中的无线智能监测仪，MCU控制器1、ZigBee无线通信接收电路2、屏幕输出电路5和数据存储器11。所述ZigBee无线通信接收电路2、屏幕输出电路5和数据存储器11分别与MCU控制器1连接。

其中，所述MCU控制器1通过ZigBee无线通信电路2与支模体系中设置的ZigBee无线传感器模组4完成互联，当ZigBee无线传感器感测到的各种数据发出后，则通过接收ZigBee无线通信电路2接收，该感测信息通过屏幕输出电路5输出以供查看，并储存于所述数据存储器11中以便调用。

为了便于输入各种信息以及设定参数等，所述MCU控制器1还连接有键盘输入电路6。

为了进一步提高无线智能监测仪监测到更多的信息，所述MCU控制器1还连接有AD采集电路10，所述AD采集电路10包括温度采样、湿度采样，其通过电路的形式与所述MCU控制器1连接。

为了及时给予施工人员及时的提醒并撤离，避免发生事故，所述MCU控制器1还连接有报警输出电路12。所述MCU控制器1则根据ZigBee无线传感器模组4发送的数据信息，与MCU控制器1内预警限定范围进行比较(利用的是其内的比较电路完成)，超出预警限定范围，则发出报警指令至所述报警输出电路12发出报警。

为了便于得知被监测工地的具体位置，所述MCU控制器1还连接有GPS信号接收电路3。

为了使得无线智能监测仪实现远程监控，所述MCU控制器1还连接有4G远程通讯电路。

如图2所示，为了使得整个装置能够实现远距离的远程监控，本实用新型提供了一种建筑支模体系施工安全的无线智能监测系统，其包括无线智能监测仪、ZigBee无线传感器模组4和云计算平台8。所述无线智能监测仪与所述ZigBee无线传感器模组4近距离通信连接；所述无线智能监测仪通过4G通信网络与云计算平台8远距离通信连接。

该云计算平台8利用其强大的计算功能和存储空间，不仅可以作为监测后期的数据处理和存储后台，还可以作为监测前期的仿真平台，利用的是MIDS、ANSYS等现有的模拟软件，即为支模体系施工模拟计算功能，通过搭建完的支模体系物理参数、几何参数、荷载、施工路径等，将以上数据输入云计算平台8后，从而可以得出该支模体系的最不利部位，并提供给用户制定监测方案的参考依据。用户然后通过以上监测方案后确认监测点、数量和频次后，再将确认后的监测点、数量和频次输入到云计算平台8，所述云计算平台8则自动生成监测方案书，供用户使用，解决了目前支模体系自动化监测布点无依据的问题。同时，在监测过程中，云计算平台8还可以实时更新数据，并通过远程通信装置7将该数据传输至移动终端9，从而实现远程监控的问题，进而监管部门可以随时了解监测情况并采取相应的应对策略。另外，在监测完成后，实时云计算平台8可以根据记录的监测数据，自动生成监测报告，方便、快捷。

所述无线智能监测仪中的4G远程通信电路7通过4G通信网络连接有移动终端9，该移动终端9包括手机、平板电脑等手持电子设备，使得只要持有该设备的用户即可通过4G无线通信网络与MCU控制器1完成互联，进而对MCU控制器1监测的各项数据以及信息进行实时跟踪了解，大大提高了监测的便利性以及避免了地域的限制问题。

如图3所示，所述ZigBee传感器模组4包括传感器41、ZigBee无线通信发射电路42和电源43，其中传感器41利用ZigBee无线通信发射电路42将感测到的信息发送至MCU控制器1，并且通过电源43给予持续供电。以上无线传输模式利用的是ZigBee无线通信发射电路42的短距离通信技术，实现了动态可扩展的网络体系，具有自动配置、性能、自动调节、链路自主修复等特性，解决支模体系内传感器无线组网、通读受到的现场干扰、供电不足、频繁布线以及安装复杂的问题。

如图4所示，所述传感器41包括有侧移计(图中未示出)、模板沉降计、拾振器411、倾角器412、风力计413和轴力计414；所述侧移计具体安装于支模体系中模板顶部角点，监测支模体系整体水平位移；所述模板沉降计具体安装于地基，用于监测地基沉降；所述拾振器411具体安装于支模体系中的钢管上，用于监测振动时的位移；所述倾角器412具体安装于支模体系中的钢管上，用于监测角度倾斜的大小；所述风力计413具体安装于支模体系中的端面，用于监测风力大小；所述轴力计414用于测量基坑支撑轴力。

以上是本实用新型所述的用于建筑支模体系施工安全的无线智能监测系统的结构说明，其工作过程做具体描述，如图6所示：

首先监测单位接到监测项目的委托后，根据支模体系施工方安全书和现场勘查，得到待检支模体系的实际情况，包括构件的物理参数，集合参数、架体的搭建形式、荷载情况、施工线路等。然后登陆云计算平台8，通过输入工程概况、支模参数、建模计算，得到支模体系的荷载、变形结构、以及最不利的截面和节点，接着根据以上信息对监测的无线传感器41进行选型、定点、定量、确定监测参限值，自动生成监测方案。

该监测方案经委托方确认后，按监测方案对现场以上确定的传感器41的安装。各传感器41之间通过ZigBee无线通信发射电路42自动组网，如图5所示，初始化，并与MCU控制器1应答后，各传感器41进入低功耗待机状态，等待施工开始指令。

施工开始时，系统开始监测，MCU控制器1发出指令，唤醒各传感器41进入工作状态，所述MCU控制器1接收各项监测数据并存储，然后通过与内置预警限定范围进行比较，将比较结果通过显示输出电路5进行实时显示，并给出对应的曲线监测图。

该过程中，所述MCU控制器1还可以通过4G无线通信网络将以上信息上传至云计算平台8，所述云计算平台8同步存储数据，该数据又通过4G无线通信网络发送至移动终端9，从而监管部门通过移动终端9即可实时完成监控。同时，如果出现超限问题，则会及时发出警报。

以上监测完成后，所述MCU控制器1发出停止指令，各传感器41停止采集，进入休眠状态，则云计算平台8自动生成监测报告，以供监管部门查阅。

在以上过程中，比如在混凝土土硬化过程中，如有需要，随时都可以通过MCU控制器1唤醒各传感器41，然后马上进入监测各构件的变形情况和支模体系的工作状态。待混凝土达到拆模强度时，监测人员拆除各传感器41，完成监测工作。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种建筑支模体系施工安全的无线智能监测仪，其特征在于：

包括MCU控制器和与所述MCU控制器连接的ZigBee无线通信接收电路、屏幕输出电路和数据存储器；

所述MCU控制器通过ZigBee无线通信电路与支模体系中设置的ZigBee无线传感器模组完成互联，接收ZigBee无线传感器模组发出的感测信息，该感测信息通过屏幕输出电路输出，并储存于所述数据存储器中。

2.根据权利要求1所述的建筑支模体系施工安全的无线智能监测仪，其特征在于：

所述MCU控制器还连接有键盘输入电路。

3.根据权利要求2所述的建筑支模体系施工安全的无线智能监测仪，其特征在于：

所述MCU控制器还连接有AD采样电路。

4.根据权利要求1所述的建筑支模体系施工安全的无线智能监测仪，其特征在于：

所述MCU控制器还连接有报警输出电路。

5.根据权利要求1所述的建筑支模体系施工安全的无线智能监测仪，其特征在于：

所述MCU控制器还连接有GPS信号接收电路。

6.根据权利要求1所述的建筑支模体系施工安全的无线智能监测仪，其特征在于：

所述MCU控制器还连接有4G远程通信电路。

7.一种建筑支模体系施工安全的无线智能监测系统，其特征在于：包括如权利要求1至6任意一项所述的无线智能监测仪；

还包括设置于支模体系中各监测点的ZigBee无线传感器模组和云计算平台；

所述无线智能监测仪与所述ZigBee无线传感器模组近距离双向通信；

所述无线智能监测仪通过4G通信网络与云计算平台连接。

8.根据权利要求7所述的建筑支模体系施工安全的无线智能监测系统，其特征在于：

所述ZigBee无线传感器模组包括传感器、ZigBee无线通信发射电路和电源；

所述电源为传感器和ZigBee无线通信发射电路分别提供电力来源。

9.根据权利要求8所述的建筑支模体系施工安全的无线智能监测系统，其特征在于：

所述传感器包括有侧移计、模板沉降计、拾振器、倾角器、风力计和轴力计。

10.根据权利要求7所述的建筑支模体系施工安全的无线智能监测系统，其特征在于：

所述无线智能监测仪通过4G通信网络连接有移动终端。