CN208862860U - 无线组网灌注桩超灌监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无线组网灌注桩超灌监测系统，包括多个用于实现超灌监测的工程组网，以及用于实现监测结果接收及反馈的服务器，每个所述工程组网与一项施工项目相对应，多个所述工程组网间相对独立；每个所述工程组网均包括一台用于获取混凝土特征值的混凝土成分标定仪，多台用于实现对混凝土灌注高度监测的功能从机以及一台用于实现数据反馈的中控主机，在每个所述工程组网内，所述混凝土成分标定仪及所述功能从机均与所述中控主机相连接；多个所述工程组网均与所述服务器相连接，所述服务器还与移动终端设备及互联网云端相连接。本实用新型有效地完成了混凝土成分的标定以及灌注高度的实时监测，缩短了操作时间，提高了生产效率。

Description

无线组网灌注桩超灌监测系统

技术领域

本实用新型涉及一种设备组网系统，尤其涉及一种在建筑施工过程中使用的无线组网灌注桩超灌监测系统，属于建筑工程领域。

背景技术

在建筑工程领域中，混凝土灌注桩技术凭借其施工时无振动、无挤土、噪音小、宜于在城市建筑物密集地区使用等优点，被越来越广泛地应用于各类建筑工程中。

具体而言，混凝土灌注桩技术最为突出的难点就是混凝土灌注桩的顶标高控制。为了准确地识别混凝土和浮浆的分界面，从而确定混凝土的实际高度，目前市面上出现了一种混凝土灌注桩灌注高度监测传感器，这种传感器能够检测混凝土泥浆中的水分含量，进而判断混凝土是否已达到设定标高、并在达到设定标高后及时报警，以提醒作业人员停止灌注混凝土。

在实际的使用过程中，操作人员发现，由于施工地点、混凝土厂家、混凝土种类等因素的差异，在施工过程中所使用的混凝土成分均不尽相同。因此在灌注桩超灌监测装置的监测工作过程中，其监测的预警、报警值均会产生偏差。正因如此，就需要在使用所述灌注桩超灌监测装置前增加一个混凝土成分含量标定的步骤，再根据标定结果对所述灌注桩超灌监测装置进行参数调整，使其适应该建筑工地的混凝土参数。

但是，常见的标定设备在其功能上一般都相对独立，当需要使用到多台监测装置时，每一台设备都需要单独进行一次标定操作，这样无疑大大地浪费了人力物力。为了克服上述问题，目前市面上出现了一种混凝土成分标定仪组网，但这种组网的布局相对较小，很难实现各大型工程的集中统筹，同时其稳定性也较差。此外，目前的这种组网结构主要面向的是施工单位及管理企业，并没有考虑到个人用户的使用需求，使用时局限性大。

因此，如何提供一种能够有效地解决上述问题的、在建筑施工过程中使用的无线组网灌注桩超灌监测系统，就成为了本领域内技术人员所亟待解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术存在上述缺陷，本实用新型的目的是提出一种在建筑施工过程中使用的无线组网灌注桩超灌监测系统。

本实用新型的目的，将通过以下技术方案得以实现：

一种无线组网灌注桩超灌监测系统，包括多个用于实现超灌监测的工程组网，以及用于实现监测结果接收及反馈的服务器，每个所述工程组网与一项施工项目相对应，多个所述工程组网间相对独立；每个所述工程组网均包括一台用于获取混凝土特征值的混凝土成分标定仪，多台用于实现对混凝土灌注高度监测的功能从机以及一台用于实现数据反馈的中控主机，在每个所述工程组网内，所述混凝土成分标定仪及所述功能从机均与所述中控主机相连接；多个所述工程组网均与所述服务器相连接，所述服务器还与移动终端设备及互联网云端相连接。

优选地，每个所述功能从机均连接有一台混凝土灌注高度监测传感器，每个所述工程组网内的多台功能从机均与该组网内的所述混凝土成分标定仪匹配对应。

优选地，所述功能从机包括从机外壳以及设置于所述设备外壳内的多个从机功能组件，所述从机功能组件包括用于数据处理的微控单元，用于为设备整体提供电力的电源组件，用于人机交互操作的交互组件，以及用于数据传输反馈的从机通信组件，所述混凝土灌注高度监测传感器、电源组件、交互组件及从机通信组件均与所述微控单元电性连接并受其控制。

优选地，所述中控主机包括设备外壳以及设置于所述设备外壳内的多个主机功能组件，所述主机功能组件包括用于数据处理的中控单元，用于为设备整体提供电力的电源组件，用于人机交互操作的交互组件，以及用于数据传输反馈的主机通信组件，所述电源组件、交互组件及主机通信组件均与所述中控单元电性连接并受其控制。

优选地，所述微控单元包括单片机、电可擦只读存储器以及异步收发传输器，所述电可擦只读存储器及所述异步收发传输器均与所述单片机电性连接；

所述中控单元包括中央处理器，电可擦只读存储器、异步收发传输器以及晶振，所述电可擦只读存储器、所述异步收发传输器以及所述晶振均与所述中央处理器电性连接。

优选地，所述电源组件包括用于设备电源管理的电源管理芯片，用于从外部向设备供电的电源适配器，以及用于从内部向设备供电的锂电池，所述电源适配器及锂电池均与所述电源管理芯片电性连接。

优选地，所述交互组件包括为使用者提供显示反馈的显示屏、为使用者提供操作提示的指示灯模块、供使用者操作的按键模块以及用于提示操作者设备运行状态的报警模块；所述指示灯模块包括充电指示灯、电源指示灯及连接状态指示灯，所述充电指示灯与所述电源管理芯片电性连接；所述按键模块包括与所述电源管理芯片电性连接的电源开关键；所述报警模块为声光报警装置。

优选地，所述从机通信组件为Lora模组，所述Lora模组包括Lora模块及天线，所述Lora模块与所述单片机电性连接，所述Lora模块与所述天线相连接。

优选地，所述主机通信组件包括Lora模组及LTE模组，所述Lora模组包括Lora模块及天线，所述Lora模块与所述单片机电性连接，所述Lora模块与所述天线相连接，所述LTE模组4G LTE模块、SIM卡以及LTE天线，所述4G LTE模块与所述微处理器电性连接，所述SIM卡及LTE天线均与所述4G LTE模块相连接。

优选地，所述移动终端为手机或平板电脑。

本实用新型的突出效果为：本实用新型以整体化的方式有效地完成了对整个建筑项目中混凝土成分含量的检测标定以及混凝土灌注高度的实时监测，大幅度地缩短了整体操作的时间，极大地提高了生产效率。同时，本实用新型布局较大，集约化、自动化程度高，可以实现对监测结果的实时反馈，为使用者对监测结果的远程监管提供了便利。较高的自动化程度也使得本实用新型在实际使用过程中，大部分的流程都不需要人工介入，从根本上降低了因人工操作所导致的标定误差，确保了标定结果的准确性。此外，本实用新型还充分地考虑到了个人用户的使用需求，使个人用户能够直观地接收到监测结果，从而进一步扩大了本实用新型的适用范围，提高了本实用新型的使用价值。

综上所述，本实用新型整体化、自动化程度高，应用范围广，具有很高的使用及推广价值。

以下便结合实施例附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详述，以使本实用新型技术方案更易于理解、掌握。

附图说明

图1是本实用新型的结构方块图；

图2是本实用新型中中控主机的内部结构方块图；

图3是本实用新型中功能从机的内部结构方块图。

具体实施方式

本实用新型揭示了一种在建筑施工过程中使用的无线组网灌注桩超灌监测系统。

如图所示，一种无线组网灌注桩超灌监测系统，包括多个用于实现超灌监测的工程组网，以及用于实现监测结果接收及反馈的服务器，每个所述工程组网与一项建筑施工项目相对应，多个所述工程组网间相对独立；每个所述工程组网均包括一台用于获取混凝土特征值的混凝土成分标定仪，多台用于实现对混凝土灌注高度监测的功能从机以及一台用于实现数据反馈的中控主机，在每个所述工程组网内，所述混凝土成分标定仪及所述功能从机均与所述中控主机相连接；多个所述工程组网均与所述服务器相连接，所述服务器还与移动终端设备及互联网云端相连接。

每个所述功能从机均连接有一台混凝土灌注高度监测传感器，每个所述工程组网内的多台功能从机均与该组网内的所述混凝土成分标定仪匹配对应。在本实用新型的实际使用时，所述混凝土成分标定仪和监测传感器与服务器通信时都会发送唯一的序列号SN，所述服务器利用该SN来进行更准确的数据反馈。

所述功能从机包括从机外壳以及设置于所述设备外壳内的多个从机功能组件，所述从机功能组件包括用于数据处理的微控单元，用于为设备整体提供电力的电源组件，用于人机交互操作的交互组件，以及用于数据传输反馈的从机通信组件，所述混凝土灌注高度监测传感器、电源组件、交互组件及从机通信组件均与所述微控单元电性连接并受其控制。

所述中控主机包括设备外壳以及设置于所述设备外壳内的多个主机功能组件，所述主机功能组件包括用于数据处理的中控单元，用于为设备整体提供电力的电源组件，用于人机交互操作的交互组件，以及用于数据传输反馈的主机通信组件，所述电源组件、交互组件及主机通信组件均与所述中控单元电性连接并受其控制。

所述微控单元包括单片机、电可擦只读存储器（EEPROM）以及异步收发传输器（UART），所述电可擦只读存储器及所述异步收发传输器均与所述单片机电性连接；

所述混凝土灌注高度监测传感器借助RS485转换芯片与所述单片机电性连接并实现数据交互。所述RS485转换芯片通过UART协议与所述单片机相连接、通过RS485协议与所述检测传感器相连接。

所述微处理器可优选为STM32型单片机。选择该型号的单片机是因为这种单片机为应用范围最广的单片机之一，且应用基础好，能够满足大规模的生产应用的需要。此外，需要明确的是，所有能够完成控制各部件完成相应操作的设备均属于所述微处理器的概念范围内，在此提供的技术方案仅为优选实施例。

所述中控单元包括中央处理器，电可擦只读存储器（EEPROM）、异步收发传输器（UART）以及晶振，所述电可擦只读存储器、所述异步收发传输器以及所述晶振均与所述中央处理器电性连接。

所述电源组件包括用于设备电源管理的电源管理芯片，用于从外部向设备供电的电源适配器，以及用于从内部向设备供电的锂电池，所述电源适配器及锂电池均与所述电源管理芯片电性连接。

所述交互组件包括为使用者提供显示反馈的显示屏、为使用者提供操作提示的指示灯模块、供使用者操作的按键模块以及用于提示操作者设备运行状态的报警模块。所述指示灯模块包括充电指示灯、电源指示灯及连接状态指示灯，所述充电指示灯与所述电源管理芯片电性连接。在所述中控主机内，所述电源指示灯、连接状态指示灯及所述报警模块均与所述中央处理器电性连接。而在所述功能从机内，所述电源指示灯、连接状态指示灯及所述报警模块均与所述单片机电性连接。所述按键模块包括与所述电源管理芯片电性连接的电源开关键。所述报警模块为声光报警装置。

此处需要说明的是，所述连接状态指示灯的种类根据实际使用需求而不尽相同，具体而言，在所述中控主机内，所述连接状态指示灯为网络指示灯，而在所述功能从机内，所述连接状态指示灯为Lora在线指示灯。

所述从机通信组件为Lora模组，所述Lora模组包括Lora模块及天线，所述Lora模块与所述单片机电性连接，所述Lora模块与所述天线相连接。

所述主机通信组件包括Lora模组及LTE模组，所述Lora模组包括Lora模块及天线，所述Lora模块与所述单片机电性连接，所述Lora模块与所述天线相连接，所述LTE模组4GLTE模块、SIM卡以及LTE天线，所述4G LTE模块与所述微处理器电性连接，所述SIM卡及LTE天线均与所述4G LTE模块相连接。

所述从机通信组件中的Lora模组与所述主机通信组件中的Lora模组通信连接，此处选用所述Lora模组的意义在于确保本实用新型的通信传输效果。Lora是LPWAN通信技术中的一种，这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式，为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统，进而扩展传感网络。具有远距离、低功耗（电池寿命长）、多节点、低成本的特性。

所述移动终端可以是手机或平板电脑等智能设备，在本实施例中，所述移动终端为手机。

在本实施例中，多个所述工程组网均与所述服务器无线连接，所述服务器还与移动终端设备及互联网云端无线连接。本实施例中的连接方式是出于实际可操作的角度考虑的，在使用过程中还可以选用其他等效连接方式进行替代。

在本实用新型的实际使用过程中，所述功能从机的主要功能包括：1、通过Lora模块，从所述中控主机获取标定值和阈值，也可以从本地进行标定，并将标定值发送给中控主机。2、从机通过传感器采集数据并进行数据处理，判断当前灌注状态，并通过Lora模块发送给中控主机。

所述中控主机的主要功能包括：1、与服务器进行通信，向服务器发送指令获取数据或设置数据、接收并解析服务器返回的应答。2、与功能从机进行通讯，接收并解析各个功能从机发送过来的数据，并给出应答。3、预警和报警，通过处理功能从机发送过来的灌注状态，判断当前灌注状态，并进行相应的声光提示。4、通过显示屏来展示系统的运行状态、展示灌注过程的简易模拟动画、让现场操作人员输入和查看灌注桩基础信息和进度情况等。

此外，所述功能从机所连接的具体设备还可以根据使用者的实际需要而进行更换，也因此，本实用新型的适用范围更广，使用方式更为灵活。

本实用新型以整体化的方式有效地完成了对整个建筑项目中混凝土成分含量的检测标定以及混凝土灌注高度的实时监测，大幅度地缩短了整体操作的时间，极大地提高了生产效率。同时，本实用新型布局较大，集约化、自动化程度高，可以实现对监测结果的实时反馈，为使用者对监测结果的远程监管提供了便利。较高的自动化程度也使得本实用新型在实际使用过程中，大部分的流程都不需要人工介入，从根本上降低了因人工操作所导致的标定误差，确保了标定结果的准确性。此外，本实用新型还充分地考虑到了个人用户的使用需求，使个人用户能够直观地接收到监测结果，从而进一步扩大了本实用新型的适用范围，提高了本实用新型的使用价值。

综上所述，本实用新型整体化、自动化程度高，应用范围广，具有很高的使用及推广价值。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种无线组网灌注桩超灌监测系统，其特征在于：包括多个用于实现超灌监测的工程组网，以及用于实现监测结果接收及反馈的服务器，每个所述工程组网与一项施工项目相对应，多个所述工程组网间相对独立；每个所述工程组网均包括一台用于获取混凝土特征值的混凝土成分标定仪，多台用于实现对混凝土灌注高度监测的功能从机以及一台用于实现数据反馈的中控主机，在每个所述工程组网内，所述混凝土成分标定仪及所述功能从机均与所述中控主机相连接；多个所述工程组网均与所述服务器相连接，所述服务器还与移动终端设备及互联网云端相连接；每个所述功能从机均连接有一台混凝土灌注高度监测传感器，每个所述工程组网内的多台功能从机均与该组网内的所述混凝土成分标定仪匹配对应。

2.根据权利要求1所述的无线组网灌注桩超灌监测系统，其特征在于：所述功能从机包括从机外壳以及设置于所述从机外壳内的多个从机功能组件，所述从机功能组件包括用于数据处理的微控单元，用于为设备整体提供电力的电源组件，用于人机交互操作的交互组件，以及用于数据传输反馈的从机通信组件，所述混凝土灌注高度监测传感器、电源组件、交互组件及从机通信组件均与所述微控单元电性连接并受其控制。

3.根据权利要求2所述的无线组网灌注桩超灌监测系统，其特征在于：所述中控主机包括设备外壳以及设置于所述设备外壳内的多个主机功能组件，所述主机功能组件包括用于数据处理的中控单元，用于为设备整体提供电力的电源组件，用于人机交互操作的交互组件，以及用于数据传输反馈的主机通信组件，所述电源组件、交互组件及主机通信组件均与所述中控单元电性连接并受其控制。

4.根据权利要求3所述的无线组网灌注桩超灌监测系统，其特征在于：所述微控单元包括单片机、电可擦只读存储器以及异步收发传输器，所述电可擦只读存储器及所述异步收发传输器均与所述单片机电性连接；

所述中控单元包括中央处理器，电可擦只读存储器、异步收发传输器以及晶振，所述电可擦只读存储器、所述异步收发传输器以及所述晶振均与所述中央处理器电性连接。

5.根据权利要求3所述的无线组网灌注桩超灌监测系统，其特征在于：所述电源组件包括用于设备电源管理的电源管理芯片，用于从外部向设备供电的电源适配器，以及用于从内部向设备供电的锂电池，所述电源适配器及锂电池均与所述电源管理芯片电性连接。

6.根据权利要求5所述的无线组网灌注桩超灌监测系统，其特征在于：所述交互组件包括为使用者提供显示反馈的显示屏、为使用者提供操作提示的指示灯模块、供使用者操作的按键模块以及用于提示操作者设备运行状态的报警模块；所述指示灯模块包括充电指示灯、电源指示灯及连接状态指示灯，所述充电指示灯与所述电源管理芯片电性连接；所述按键模块包括与所述电源管理芯片电性连接的电源开关键；所述报警模块为声光报警装置。

7.根据权利要求4所述的无线组网灌注桩超灌监测系统，其特征在于：所述从机通信组件为Lora模组，所述Lora模组包括Lora模块及天线，所述Lora模块与所述单片机电性连接，所述Lora模块与所述天线相连接。

8.根据权利要求4所述的无线组网灌注桩超灌监测系统，其特征在于：所述主机通信组件包括Lora模组及LTE模组，所述Lora模组包括Lora模块及天线，所述Lora模块与所述单片机电性连接，所述Lora模块与所述天线相连接，所述LTE模组包括4G LTE模块、SIM卡以及LTE天线，所述4G LTE模块与所述中央处理器电性连接，所述SIM卡及LTE天线均与所述4GLTE模块相连接。

9.根据权利要求1所述的无线组网灌注桩超灌监测系统，其特征在于：所述移动终端为手机或平板电脑。