CN207163500U - 一种高大支撑模板安全监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及建筑施工安全监测与无线通讯技术领域，具体公开了一种高大支撑模板安全监测系统，包括用于检测结构受压状态并将检测信号传送至无线发射器的压力传感器、用于检测结构位移状态并将检测信号传送至无线发射器的位移传感器、用于检测结构倾斜状态并将检测信号传送至无线发射器的倾角传感器、至少一个用于将各传感器的检测信号无线传输至数据采集仪的无线发射器、用于读取、处理及分析检测信号并输出报警信号的数据采集仪和用于读取报警信号及输出声光报警的声光报警器。本实用新型实时及无线监控高大支撑模板系统，并即时获取结构受压、位移及倾斜状态，异常情况即时输出声光报警信号，提高了监控效率，使监控更安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及建筑施工安全监测与无线通讯技术领域，具体涉及一种高大支撑模板安全监测系统。
背景技术
高大支撑模板系统安全事故主要是高大支撑模板系统承载过大或变形过大诱发系统内钢构件失效，发生高大支撑模板系统局部坍塌或整体倾覆，进而造成混凝土浇注作业人员伤亡。在高大支撑模板系统施工中，由于忽视对其进行周密的技术设计与安全控制，导致支架坍塌、支架变形等现象时有发生，此事故的发生不仅影响工程自身的质量，还会造成重大人员伤亡和带来巨大经济损失。
过去高大支撑模板系统施工的监测方法主要是采用光学仪器，依靠人工监测，观察间隔较长，监测频率为20-30分钟一次。并且，作业人员只能了解高大支撑模板系统外围情况而无法感知高大支撑模板系统安全情况，在异常处理上存在响应不及时情况，导致发生危险时作业人员难以及时安全撤离危险区域。
实用新型内容
有鉴于此，有必要针对上述的问题，提出一种高大支撑模板安全监测系统。
为实现上述目的，本实用新型采取以下的技术方案：
一种高大支撑模板安全监测系统应用于高大支撑模板系统，该高大支撑模板安全监测系统包括压力传感器、位移传感器、倾角传感器、至少一个无线发射器、数据采集仪和声光报警器；
所述压力传感器与无线发射器进行连接，用于实时检测高大支撑模板系统的结构受压状态，并将检测到的压力信号传送至无线发射器；
所述位移传感器与无线发射器进行连接，用于实时检测高大支撑模板系统的结构位移状态，并将检测到位移信号传送至无线发射器；
所述倾角传感器与无线发射器进行连接，用于实时检测高大支撑模板系统的结构倾斜状态，并将检测到倾斜角度信号传送至无线发射器；
各个无线发射器都与数据采集仪进行无线通信连接，无线发射器用于将各传感器的检测信号无线传输至数据采集仪；
所述数据采集仪又与声光报警器进行无线或有线通信连接，用于读取、处理及分析检测信号，输出报警信号给声光报警器；
所述声光报警器用于读取报警信号及输出声光报警。
进一步地，所述声光报警器包括声光报警信号无线接收模块、声光报警处理模块、声光报警模块、声光报警电源模块；
所述声光报警信号无线接收模块与数据采集仪进行无线通信，用于接收与读取数据采集仪的报警信号；
所述声光报警处理模块分别与声光报警信号无线接收模块、声光报警模块进行连接，用于处理与分析声光报警信号无线接收模块的报警信号，以及控制声光报警模块工作；
所述声光报警模块用于根据声光报警处理模块的指令进行声光报警；
所述声光报警电源模块分别与声光报警信号无线接收模块、声光报警处理模块、声光报警模块进行连接，用于提供电源给各连接模块。
进一步地，所述无线发射器包括传感器通信模块、无线通信处理模块、通信类型选择模块、无线发射通信模块和无线发射电源模块；
所述传感器通信模块分别与压力传感器和/或位移传感器和/或倾角传感器进行连接，用于接收压力传感器、位移传感器与倾角传感器的传感信号，并将传感信号传送至无线发射处理模块；
所述无线通信处理模块分别与传感器通信模块、通信类型选择模块、无线发射通信模块进行连接，用于读取、处理与分析传感器通信模块、通信类型选择模块的信息，并控制无线发射通信模块发送信息；
所述通信类型选择模块用于选择无线发射器与数据采集仪之间的无线通信方式，并将选择信息传送给无线通信处理模块；
所述无线发射通信模块与数据采集仪进行无线通信，用于将无线通信处理模块的信息无线传输给数据采集仪；
所述无线发射电源模块分别与传感器通信模块、无线通信处理模块、通信类型选择模块、无线发射通信模块进行电性连接，用于提供电源给各连接模块。
进一步地，所述数据采集仪包括传感信息无线接收通信模块、传感信息处理模块、传感信息发送模块、数据采集仪电源模块；
所述传感信息无线接收通信模块与各无线发射器进行无线通信，用于无线接收各个无线发射器的信息，并将接收到的信息传送至传感信息处理模块；
所述传感信息处理模块分别与传感信息无线接收通信模块、传感信息发送模块进行连接，用于读取、处理与分析传感信息无线接收通信模块的信息，并控制传感信息发送模块发送报警信息；
所述传感信息发送模块与声光报警器进行无线或有线通信连接，用于将报警信息传送至声光报警器；
所述数据采集仪电源模块分别与传感信息无线接收通信模块、传感信息处理模块、传感信息发送模块进行电性连接，用于提供电源给各连接模块。
进一步地，该高大支撑模板安全监测系统还包括监控服务器；
所述监控服务器与数据采集仪进行有线或无线通信连接，用于对各传感器进行监测与管理，对来自数据采集仪的信息进行分析与统计，生成安全监测报告。
进一步地，所述传感信息发送模块又与监控服务器进行无线或有线通信连接，用于将传感信息与报警信息传送至监控服务器。
进一步地，该高大支撑模板安全监测系统还包括移动智能终端；
所述移动智能终端通过互联网与监控服务器进行通信，用于方便管理者随时监控高大支撑模板系统。
进一步地，所述位移传感器为检测横向和纵向位移信息的位移传感器。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型的一种高大支撑模板安全监测系统，通过检测高大支撑模板系统的压力、位移与倾角信息的传感器及无线传输信息收发系统，实时监控高大支撑模板系统，并即时获取结构受压、位移及倾斜状态，检测到异常情况则立刻通过无线报警装置输出声光报警信号，使报警响应更及时，提高了监控效率，使监控更安全。
附图说明
图1为本实用新型的一种高大支撑模板安全监测系统的结构示意图；
图2为本实用新型的声光报警器的结构示意图；
图3为本实用新型的无线发射器的结构与连接示意图；
图4为本实用新型的数据采集仪的结构与连接示意图；
图5为本实用新型的监控服务器的连接示意图；
图6为本实用新型的一种高大支撑模板安全监测系统的实物示意图；
图7为本实用新型的无线发射器的电路原理图；
图8为本实用新型的数据采集仪的电路原理图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型的技术方案作进一步清楚、完整地描述。需要说明的是，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
实施例
如图1所示，一种高大支撑模板安全监测系统应用于高大支撑模板系统，该高大支撑模板安全监测系统包括：至少一个压力传感器、至少一个位移传感器、至少一个倾角传感器、至少一个无线发射器、数据采集仪和至少一个声光报警器；系统通过实时自动采集模板沉降、立杆轴力、杆件倾角、支架整体水平位移四类传感器数据，经过数据采集仪分析判断，并根据预设的报警策略实现高大支撑模板安全监测自动预报警；
所述压力传感器与无线发射器进行连接，用于实时检测高大支撑模板系统的结构受压状态，并将检测到的压力信号传送至无线发射器；压力传感器测量精度满足0.1mm(静力水准仪)的要求；
所述位移传感器与无线发射器进行连接，用于实时检测高大支撑模板系统的结构位移状态，并将检测到位移信号传送至无线发射器；位移传感器测量精度满足0.1mm(拉线式位移计)的要求；
优选地，所述位移传感器为检测横向和纵向位移信息的位移传感器；
所述倾角传感器与无线发射器进行连接，用于实时检测高大支撑模板系统的结构倾斜状态，并将检测到倾斜角度信号传送至无线发射器；倾角传感器测量精度满足0.002°(倾角仪)的要求；
各个无线发射器都与数据采集仪进行无线通信连接，无线发射器用于将各传感器的检测信号无线传输至数据采集仪；
所述数据采集仪又与声光报警器进行无线或有线通信连接，用于读取、处理及分析检测信号，输出报警信号给声光报警器；
所述声光报警器用于读取报警信号及输出声光报警。
如图2所示，所述声光报警器包括声光报警信号无线接收模块、声光报警处理模块、声光报警模块、声光报警电源模块；
所述声光报警信号无线接收模块与数据采集仪进行无线通信，用于接收与读取数据采集仪的报警信号；
所述声光报警处理模块分别与声光报警信号无线接收模块、声光报警模块进行连接，用于处理与分析声光报警信号无线接收模块的报警信号，以及控制声光报警模块工作；
所述声光报警模块用于根据声光报警处理模块的指令进行声光报警；
所述声光报警电源模块分别与声光报警信号无线接收模块、声光报警处理模块、声光报警模块进行连接，用于提供电源给各连接模块；
具体地，声光报警模块采用嵌入式设计，搭载性价比高且稳定STM32处理器芯片，可根据现场无声报警器放置地点，选用433、Zigbee、Lora、GPRS多种数据接收方式接收无线采集仪报警信号值，当接收到采集仪发出的控制报警信号，无线声光报警立即进行声光报警，可通过人工设置和平台监测报警值来控制报警灯开关，报警灯锂电池大小及外壳自行开模设计为防电防水模具，内置锂电池可根据采样报警信号值触发频率大小而进行长期待电，现场实时接收监测报警值，第一时间进行现场声光报警。
如图3所示，所述无线发射器包括传感器通信模块、无线通信处理模块、通信类型选择模块、无线发射通信模块和无线发射电源模块；
所述传感器通信模块分别与压力传感器和/或位移传感器和/或倾角传感器进行连接，用于接收压力传感器、位移传感器与倾角传感器的传感信号，并将传感信号传送至无线发射处理模块；
所述无线通信处理模块分别与传感器通信模块、通信类型选择模块、无线发射通信模块进行连接，用于读取、处理与分析传感器通信模块、通信类型选择模块的信息，并控制无线发射通信模块发送信息；
所述通信类型选择模块用于选择无线发射器与数据采集仪之间的无线通信方式，并将选择信息传送给无线通信处理模块；
所述无线发射通信模块与数据采集仪进行无线通信，用于将无线通信处理模块的信息无线传输给数据采集仪；
所述无线发射电源模块分别与传感器通信模块、无线通信处理模块、通信类型选择模块、无线发射通信模块进行电性连接，用于提供电源给各连接模块。
如图7所示，具体地，无线发射器采用嵌入式设计，搭载稳定且性能优良的STM32处理器芯片；
所述传感器通信模块内部集成485及RS232通信模块进行传感器数据接收，采用433、Zigbee、Lora、GPRS多种数据无线传输模块进行无线数据传输；
所述通信类型选择模块可在不同工业环境干扰场景下，根据采样频率、数据量、功耗及无线传输距离进行自动转换为最优传输方式进行数据传输处理，并且在特定工业环境下自动切换最低功耗，使用最稳定传输方式将数据传输给无线采集仪，保障数据零丢包；
所述无线发射电源模块采用锂电池或太阳能电板进行供电，并能被无线通信处理模块监控，例如锂电池耗尽电量前1小时(时间可通过数据采集仪或者监控服务器进行配置)无线发射通信模块向数据采集仪发出信息，信息能通过数据采集仪上传至监控服务器，以达到提醒电池电量和状态异常报警功能。
如图4所示，所述数据采集仪包括传感信息无线接收通信模块、传感信息处理模块、传感信息发送模块、数据采集仪电源模块；
所述传感信息无线接收通信模块与各无线发射器进行无线通信，用于无线接收各个无线发射器的信息，并将接收到的信息传送至传感信息处理模块；
所述传感信息处理模块分别与传感信息无线接收通信模块、传感信息发送模块进行连接，用于读取、处理与分析传感信息无线接收通信模块的信息，经过计算分析后，根据预设定的报警策略自动生成报警信息，并通过传感信息发送模块发送报警信息；
所述传感信息发送模块与声光报警器进行无线或有线通信连接，用于将报警信息传送至声光报警器；
所述数据采集仪电源模块分别与传感信息无线接收通信模块、传感信息处理模块、传感信息发送模块进行电性连接，用于提供电源给各连接模块。
如图8所示，具体地，所述数据采集仪采用嵌入式设计，系统搭载市面稳定且性能优良的STM32处理器芯片，内核Cortex-M3，芯片集成定时器，包含CAN、SPI、I2C、USB、UART、多种通信接口通信，能集成并处理多种不同类型传感器数据，完成各个传感器数据接收、传感器状态设置、数据采样频率设置、数据上传间隔、无声报警器控制等相关参数设置，依据监控服务器的指令，结合串口通讯433/485方式，读取各传感器反馈参数，并将实时采样数据上传至监控服务器显示，实现项目监测需求；
所述传感信息发送模块内置有线通讯模块、433无线通讯模块、GPRS无线传输模块、配套使用GPRS无线传输模块及433无线通讯模块；
所述数据采集仪还包括与传感信息处理模块连接的数据采集设置模块，该数据采集设置模块可独立实现上位机传感器参数设置，设置参数包括每台传感器单独ID地址、采样频率、上传数据间隔及传感器报警控制值，该数据采集设置模块可设置独立ID传感器控制值大小，数据采集仪采样传感器进行数据对比，当超过控制值则将实时报警信息发送给现场的声光报警灯，进行现场声音、灯光报警提示；
所述数据采集仪还包括与传感信息处理模块连接的采集数据保存模块，采集数据保存模块含有内置的SD卡或外置的U盘，用以保存各传感器数据；
所述传感信息无线接收通信模块采取频率采样和触发采样的方式，满足高大支撑模板1Hz采样；
所述无线接收通信模块与传感信息发送模块兼容有线/2G/3G/4G/WIFI无线传输方式，满足不同工业环境下的数据上传。
如图1所示，该高大支撑模板安全监测系统还包括监控服务器；
所述监控服务器与数据采集仪进行有线或无线通信连接，用于对各传感器进行监测与管理，对来自数据采集仪的信息进行分析与统计，生成安全监测报告；
该高大支撑模板安全监测系统还包括移动智能终端；
所述移动智能终端通过互联网与监控服务器进行通信，用于方便管理者随时监控高大支撑模板系统；
具体地，所述监控服务器以工程为主线，对各工程进行管理和信息维护，每次监测生成一个监测任务，并将监测方案、监测布点等进行上传并完成审批流程，根据监测计划现场监测时，数据采集仪可与监控服务器联动交互数据，现场各传感器的实时监测数据实时上传到监控服务器存储，并根据不同要求进行数据分析、汇总和统计，监控服务器不但能对各接入设备进行管理和控制，与数据采集仪实时交互数据，还能对高大支撑模板安全监测的全过程进行管理，并根据要求生成初步的高大支撑模板安全监测报告，提升高大支撑模板监测的管理水平和效率；
监控服务器通过上位机软件显示，也可集成触摸屏，通过触摸屏来进行参数设置、数据采样波形图查看等相关系统操作，也可通过监测平台进行相关传感器状态参数设置及实时数据查看。
如图5所示，所述传感信息发送模块又与监控服务器进行无线或有线通信连接，用于将传感信息与报警信息传送至监控服务器。
如图6所示，通过对高大支撑模板系统的模板沉降、支架变形和立杆轴力的实时监测，可以实现实时监测、超限预警、危险报警的监测目标，采用高精度传感器和数据采集仪，一秒内可读取最新数据，除了能感知高大支撑模板外围情况，传感器的使用可方便监测支模体系的变化，提高监控水平；
该高大支撑模板安全监测系统是一套将建筑施工安全监测与无线通讯技术相结合的综合监测系统，具有免布线、快速安装、高频数据采集、多参数集成及智能预警等特点的监测系统，可广泛应用于高大支撑模板系统浇筑施工、建(构)筑物结构变形及基坑开挖等具有重大风险的安全监测领域；
该高大支撑模板安全监测系统通过无线方式对高大支撑模板进行安全监测，将高大支撑模板监测变得更加安全和方便，通过报警提示可以预防事故的发生，减少人员和财产损失，并且对应的系统应用范围广，可用于在建建筑和既有建筑的在线监测；
该高大支撑模板安全监测系统配套使用声光报警器，当监测值超过预警值时，施工人员在作业时能从机器上读取预警信号，监测单位应及时通知现场项目负责人和监理人员，排除影响安全的不利因素；当监测值超过报警值时，监控服务器发出报警信号的同时，安装在现场的声光报警器也会发出警报声；
该高大支撑模板安全监测系统配套采用自动化采集设备，能够进行多参数实时采集并实时监测，同时进行倾角、位移、压力等参数监测，为高大支撑模板安全施工监测提供了快速有效的解决方案。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种高大支撑模板安全监测系统，应用于高大支撑模板系统，其特征在于，包括：压力传感器、位移传感器、倾角传感器、至少一个无线发射器、数据采集仪和声光报警器；
所述压力传感器与无线发射器进行连接，用于实时检测高大支撑模板系统的结构受压状态，并将检测到的压力信号传送至无线发射器；
所述位移传感器与无线发射器进行连接，用于实时检测高大支撑模板系统的结构位移状态，并将检测到位移信号传送至无线发射器；
所述倾角传感器与无线发射器进行连接，用于实时检测高大支撑模板系统的结构倾斜状态，并将检测到倾斜角度信号传送至无线发射器；
各个无线发射器都与数据采集仪进行无线通信连接，无线发射器用于将各传感器的检测信号无线传输至数据采集仪；
所述数据采集仪又与声光报警器进行无线或有线通信连接，用于读取、处理及分析检测信号，输出报警信号给声光报警器；
所述声光报警器用于读取报警信号及输出声光报警。
2.根据权利要求1所述的高大支撑模板安全监测系统，其特征在于，声光报警器包括声光报警信号无线接收模块、声光报警处理模块、声光报警模块、声光报警电源模块；
所述声光报警信号无线接收模块与数据采集仪进行无线通信，用于接收与读取数据采集仪的报警信号；
所述声光报警处理模块分别与声光报警信号无线接收模块、声光报警模块进行连接，用于处理与分析声光报警信号无线接收模块的报警信号，以及控制声光报警模块工作；
所述声光报警模块用于根据声光报警处理模块的指令进行声光报警；
所述声光报警电源模块分别与声光报警信号无线接收模块、声光报警处理模块、声光报警模块进行连接，用于提供电源给各连接模块。
3.根据权利要求1所述的高大支撑模板安全监测系统，其特征在于，无线发射器包括传感器通信模块、无线通信处理模块、通信类型选择模块、无线发射通信模块和无线发射电源模块；
所述传感器通信模块分别与压力传感器和/或位移传感器和/或倾角传感器进行连接，用于接收压力传感器、位移传感器和/或倾角传感器的传感信号，并将传感信号传送至无线发射处理模块；
所述无线通信处理模块分别与传感器通信模块、通信类型选择模块、无线发射通信模块进行连接，用于读取、处理与分析传感器通信模块、通信类型选择模块的信息，并控制无线发射通信模块发送信息；
所述通信类型选择模块用于选择无线发射器与数据采集仪之间的无线通信方式，并将选择信息传送给无线通信处理模块；
所述无线发射通信模块与数据采集仪进行无线通信，用于将无线通信处理模块的信息无线传输给数据采集仪；
所述无线发射电源模块分别与传感器通信模块、无线通信处理模块、通信类型选择模块、无线发射通信模块进行电性连接，用于提供电源给各连接模块。
4.根据权利要求1所述的高大支撑模板安全监测系统，其特征在于，数据采集仪包括传感信息无线接收通信模块、传感信息处理模块、传感信息发送模块、数据采集仪电源模块；
所述传感信息无线接收通信模块与各无线发射器进行无线通信，用于无线接收各个无线发射器的信息，并将接收到的信息传送至传感信息处理模块；
所述传感信息处理模块分别与传感信息无线接收通信模块、传感信息发送模块进行连接，用于读取、处理与分析传感信息无线接收通信模块的信息，并控制传感信息发送模块发送报警信息；
所述传感信息发送模块与声光报警器进行无线或有线通信连接，用于将报警信息传送至声光报警器；
所述数据采集仪电源模块分别与传感信息无线接收通信模块、传感信息处理模块、传感信息发送模块进行电性连接，用于提供电源给各连接模块。
5.根据权利要求4所述的高大支撑模板安全监测系统，其特征在于，该高大支撑模板安全监测系统还包括监控服务器；
所述监控服务器与数据采集仪进行有线或无线通信连接，用于对各传感器进行监测与管理，对来自数据采集仪的信息进行分析与统计，生成安全监测报告。
6.根据权利要求5所述的高大支撑模板安全监测系统，其特征在于，所述传感信息发送模块又与监控服务器进行无线或有线通信连接，用于将传感信息与报警信息传送至监控服务器。
7.根据权利要求5所述的高大支撑模板安全监测系统，其特征在于，该高大支撑模板安全监测系统还包括移动智能终端；
所述移动智能终端通过互联网与监控服务器进行通信，用于方便管理者随时监控高大支撑模板系统。
8.根据权利要求1所述的高大支撑模板安全监测系统，其特征在于，所述位移传感器为检测横向和纵向位移信息的位移传感器。
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Cited By (22)
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