CN209400009U - 幕墙监控传感装置 - Google Patents

Abstract

一种幕墙监控传感装置，包括：传感采集单元、传感数据处理单元、无线传输单元和供电单元；传感采集单元固设于幕墙；传感数据处理单元藕接传感采集单元，用于处理幕墙数据得监控数据；无线传输单元与传感数据处理单元连接；供电单元与传感数据处理单元连接，供电单元与传感采集单元连接，供电单元与无线传输单元连接，本实用新型解决了现有技术中存在的无线幕墙传感设备存在监测效果较差，适用性和安全性低的技术问题。

Description

幕墙监控传感装置

技术领域

本实用新型涉及一种无线传感设备，特别是涉及一种幕墙监控传感装置。

背景技术

目前我国玻璃幕墙保有量巨大，截至2012年，中国已有的玻璃幕墙总量约为5亿平方米，占全球总量的85％。且受限于玻璃制造工艺以及装配水平，玻璃幕墙结构设计寿命为25年，上世纪90年代使用的幕墙，已经开始达到其设计寿命，由于玻璃外墙清洗时的撞击、老化、强风等因素，对玻璃自身应力-应变产生影响，在潜移默化中使得玻璃受损。因幕墙脱落造成的事故屡见不鲜，对玻璃幕墙灾害的防治工作也迫在眉睫。通常这些受损现场，通过传统的人工、视频等方式，很难予以发现，目前，玻璃幕墙监测技术发展主要是人工监测为主，监测成本高，危险性大，且靠吊装人员目测，监测效果不佳。国外的研究技术较突出的是在2010年纽伦堡国际传感器、测试测量技术展上展出的由德国科学家研制成功的玻璃幕墙裂纹传感器，可以监测到玻璃幕墙上微小的裂纹，并对即将发生的玻璃破碎的危险发出警告。然而并未实现量产，国内也未能引进实用。国内年前监测技术走在前列的是中国建筑材料检验认证中心有限公司与厦门市宏业工程建设技术有限公司共同研发的“玻璃幕墙监测机器人”。但是该监测的超声波由敲打玻璃表面产生，对已经损伤的玻璃幕墙由破坏性危险；同时，该爬壁机器人为履带式机器人，对于玻璃幕墙的各种凸起、管线、沟槽和各墙面之间无法实现顺利过渡。

综上所述，实用化的玻璃幕墙监测体系并不完善，对在建或已使用十年以上的玻璃幕墙普遍存在的玻璃变形、开裂等情况无法实时了解和监控，易造成人员伤亡安全质量事故，现有技术中的无线幕墙传感设备存在监测效果较差，适用性和安全性低的技术问题。

实用新型内容

鉴于以上现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种幕墙监控传感装置，应用于车载设备升级，为解决现有技术中存在的无线幕墙传感设备存在监测效果较差，适用性和安全性低的技术问题，本实用新型提供一种幕墙监控传感装置，包括：传感采集单元、传感数据处理单元、无线传输单元和供电单元；

传感采集单元固设于幕墙；

传感数据处理单元藕接传感采集单元，用于处理幕墙数据得监控数据；

无线传输单元与传感数据处理单元连接；

供电单元与传感数据处理单元连接，供电单元与传感采集单元连接，供电单元与无线传输单元连接。

于本实用新型的一实施方式中，传感数据处理单元，包括：数据存储组件、数据处理组件和预制接口；

数据处理组件上设置预制接口；

数据存储组件与预制接口连接。

于本实用新型的一实施方式中，数据存储组件为一硬件存储设备；数据处理组件为一微处理器。

于本实用新型的一实施方式中，预制接口为一集成总线接口，包括：传感数据接口、存储组件接口和传输接口。

于本实用新型的一实施方式中，传感数据接口，包括：高程总线接口、应力温度集成接口和振动倾斜集成接口。

于本实用新型的一实施方式中，传感采集单元，包括：高程传感组件、应力传感组件、温度传感组件、振动传感组件和倾斜角传感组件；

高程传感组件连接于高程总线接口，高程传感组件为一高程传感器；

应力传感组件连接于应力温度集成接口，应力传感组件为一应力传感器；

温度传感组件连接于应力温度集成接口，温度传感组件为一温度传感器；

振动传感组件连接于振动倾斜集成接口，振动传感组件为一振动传感器；

倾斜角传感组件连接于振动倾斜集成接口，倾斜角传感组件为一倾斜角传感器。

于本实用新型的一实施方式中，供电单元，还包括：应力温度电源、斜角振动高程电源和传输电源；

应力温度电源与应力传感组件连接、应力温度电源与温度传感组件连接；

斜角振动高程电源与斜角传感组件连接，斜角振动高程电源与振动传感组件连接，斜角振动高程电源与高程传感组件连接；

传输电源与无线传输单元连接。

于本实用新型的一实施方式中，无线传输单元包括：传输数据组件和天线；

传输数据组件与传感数据处理单元连接；

天线与传输数据组件连接。

于本实用新型的一实施方式中，幕墙监控传感装置还包括一传感装置壳体，传感装置壳体固定于幕墙；

传感采集单元、传感数据处理单元和供电单元固定安装与传感装置壳体内部的容纳空间；

无线传输单元穿设连接于传感装置壳体表面。

于本实用新型的一实施方式中，幕墙监控传感装置数量适配幕墙的数目及尺寸。

如上所述，本实用新型提供的一种幕墙监控传感装置，具有以下有益效果：本实用新型提供的一种幕墙监控传感装置，避免了现有技术中无线幕墙传感设备存在监测效果较差，适用性和安全性低的技术问题，本实用新型综合采集和玻璃幕墙的应力、倾斜角和震动参数，配合温度和高程状态参数，对玻璃幕墙的状态进行综合分析和判断来确定幕墙的健康状态，对异常状态进行预警和告警，带来的明显效果是：提高玻璃目前安全性，早期阶段检测损伤，并及时维护，持续监控，大修周期延长，维护自动化，节省费用和时间，安装方便。

综上，本实用新型解决了现有技术中存在的无线幕墙传感设备存在监测效果较差，适用性和安全性低的技术问题。

附图说明

图1显示为本实用新型的幕墙监控传感装置模块示意图。

元件标号说明

1 幕墙监控传感装置

11 传感采集单元

12 传感数据处理单元

13 无线传输单元

14 供电单元

111 高程传感组件

112 应力传感组件

113 温度传感组件

114 振动传感组件

115 倾斜角传感组件

121 数据存储组件

122 数据处理组件

123 预制接口

120 传感数据接口

1232 存储组件接口

1233 传输接口

1201 高程总线接口

1202 应力温度集成接口

1203 振动倾斜集成接口

131 传输数据组件

132 天线

141 应力温度电源

142 斜角振动高程电源

143 传输电源

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1，须知，本说明书所附图式所绘示的结构，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如”上”、”下”、”左”、”右”、”中间”及”一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

请参阅图1，显示为本实用新型的一种幕墙监控传感装置模块示意图，如图1所示，本实用新型提供的一种幕墙监控传感装置1，包括：传感采集单元11、传感数据处理单元12、无线传输单元13和供电单元14，整个系统包括：低功耗微处理器，数据存储单元、应力传感器，温度传感器，震动传感器，倾斜角传感器，高程传感器、无线传输单元，天线、电池电源单元组成；其中，传感采集单元11固设于幕墙；传感数据处理单元12藕接传感采集单元11，用于处理幕墙数据得监控数据，可选的，低功耗微处理器，采用意法半导体公司的ST32L151系列处理器实现。也可使用同类型的其它低功耗微处理器替代；无线传输单元13与传感数据处理单元12连接，记录的测试数据还可以通过无线无线网络(如Lora，NB-IoT等)传输到本地服务器或远端数据库，无线传输单元中，LoRa传输采用Silicon Labs公司的SI4463实现。NB-IOT传输采用上华为海思的Hi2110芯片实现；供电单元14与传感数据处理单元12连接，供电单元14与传感采集单元11连接，供电单元14与无线传输单元13连接。

传感数据处理单元12，包括：数据存储组件121、数据处理组件122和预制接口123；数据处理组件121上设置预制接口123；数据存储组件122与预制接口123连接，低功耗微处理器是整个传感器的核心，负责传感数据的采集、存储、分析处理以及传输控制，根据采集的传感数据，通过特定的算法，分析出玻璃幕墙的状态信息。同时微处理器在自身采用低功耗工艺降低传感器的功耗的同时，通过内部调度对传感器的数据采集进行优化以优化整体的功耗，数据存储单元，可采用MXIC公司的MX25L12835实现，也可以采用Micron、ST，Winbond等公司的同类器件替代。

数据存储组件为一硬件存储设备，数据存储单元，存储实时测量的各种传感器数据供微处理器分析判断，存储单元采用闪存芯片，与微处理器之间通过SPI(串行外设接口)接口通信，具有掉电保持功能，存储容量16MB以上，并可以根据需要扩展容量；数据处理组件为一微处理器。

预制接口123为一集成总线接口，包括：传感数据接口120、存储组件接口1232和传输接口1233。传感数据接口120，包括：高程总线接口1201、应力温度集成接口1202和振动倾斜集成接口1203。

传感采集单元11，包括：高程传感组件111、应力传感组件112、温度传感组件113、振动传感组件114和倾斜角传感组件115；高程传感组件111连接于高程总线接口1201，高程传感组件111为一高程传感器，高程传感器负责监测玻璃安装高度参数，通过I2C(集成电路总线)接口与微处理器通信，高程传感器，采用Intersema公司的MS5607实现；应力传感组件112连接于应力温度集成接口1202，应力传感组件112为一应力传感器，应力传感器负责测量玻璃的应力变化，判断玻璃的破碎情况，应力传感器通过SPI接口与微处理器通信，应力传感器采用120欧姆的微型应变片由桥式接口数模转换芯片实现；温度传感组件连接113于应力温度集成接口1202，温度传感组件113为一温度传感器，温度传感器负责测量环境的温度，温度传感器通过SPI接口与微处理器通信，温度传感器采用PT100热电偶由桥式接口数模转换芯片实现；振动传感组件114连接于振动倾斜集成接口1203，振动传感组件114为一振动传感器，震动传感器负责测量玻璃的冲击震动参数，震动传感器通过12C接口与微处理器通信，震动传感器采用Invensense公司的MPU-6500六轴加速度计实现；倾斜角传感组件115连接于振动倾斜集成接口1203，倾斜角传感组件115为一倾斜角传感器，倾斜角传感器负责测量玻璃面的倾斜度和倾斜变化情况，倾斜角传感器通过I2C接口与微处理器通信，倾斜角传感器采用MPU-6500和爱盛科技的IST83xx芯片配合实现。

供电单元14，还包括：应力温度电源141、斜角振动高程电源142和传输电源143；应力温度电源141与应力传感组件112连接、应力温度电源141与温度传感组件113连接，本新型传感器对内部各个传感器芯片的功耗精细管理，对功耗功耗较大的应力传感器、温度传感器的电源进行独立控制，电池管理芯片采用TI公司的BQ27541实现；斜角振动高程电源142与斜角传感组件115连接，斜角振动高程电源142与振动传感组件114连接，斜角振动高程电源142与高程传感组件111连接，对倾斜角传感器、震动传感器、高程传感器可软件设置低功耗模式；传输电源143与无线传输单元13连接，电池电源单元由高容量低漏电锂电池、电源转换芯片以及电池管理芯片组成。电源转换芯片将锂电池的电能转为微处理器和各个传感器需要的电源，电池管理芯片负责检测电池放电容量，将电池容量告知微处理器，电池管理芯片通过I2C接口与微处理器通信，对无线传输单元的电源独立控制，根据需要进行调度管理和数据采集及传输，保证在采集数据的同时，保证整个设备的功耗最低。

无线传输单元13包括：传输数据组件131和天线132；传输数据组件131与传感数据处理单元12连接，无线传输的射频信号由无线传输单元通过天线进行发射和接收；天线132与传输数据组件131连接，利用各种传输技术对低功耗远距离的支持，通过无线方式由传感器中获取数据并传输数据，无线传输单元负责采集数据或告警状态信息的上传和发布，无线传输支持LoRa(远距离无线电)无线传输和NB-IOT(窄带物联网)传输，本地传输采用LoRa协议，云端直接传输采用NB-IOT网络。两种无线传输方可以配置，同时仅支持一种无线传输方式。LoRa输出采用SPI接口与微处理器通信，NB-IOT传输采用UART(通用异步收发)接口与微处理器通信，可选的，LoRa的天线采用433-470MHzMHz频段的天线，NB-IOT的天线，根据选择的运营商的不同，可采用B3，B5或B8频段的天线。

幕墙监控传感装置还包括一传感装置壳体，传感装置壳体固定于幕墙；传感采集单元、传感数据处理单元和供电单元固定安装与传感装置壳体内部的容纳空间；无线传输单元穿设连接于传感装置壳体表面。

综上所述，本实用新型提供的一种车载软件分级配置包升级管理方法、服务端、车机端及客户端，具有以下有益效果：传感器根据玻璃的实际物化特性，实时监测玻璃幕墙的状态参数，参数包括玻璃幕墙倾斜角、应力、震动、温度和高程等，传感器具有数据存储和分析功能，将分析结果以开关量形式输出和上报，本新型传感器，微处理器实时或定时查询和采集内部各个传感器的测量数据，将传感器原始数据存储在存储单元中，并对原始数据进行分析处理和判断，确定玻璃幕墙的状态，通过无线方式将玻璃幕墙的状态信息传输本地服务器或云端服务器，采集的原始数据也可以根据需要通过无线接口传输到本地服务器或云端服务器，进行分析处理。

综上，本实用新型与现有技术中的无线传感监设备，解决了现有技术中存在的无线幕墙传感设备存在监测效果较差，适用性和安全性低的技术问题，具有很高的商业价值和实用性。

Claims (10)

1.一种幕墙监控传感装置，其特征在于，包括：传感采集单元、传感数据处理单元、无线传输单元和供电单元；

所述传感采集单元固设于幕墙，用于采集幕墙数据；

所述传感数据处理单元藕接所述传感采集单元，用于处理所述幕墙数据得监控数据；

所述无线传输单元与所述传感数据处理单元连接；

所述供电单元与所述传感数据处理单元连接，所述供电单元与所述传感采集单元连接，所述供电单元与无线传输单元连接。

2.根据权利要求1所述的幕墙监控传感装置，其特征在于，所述传感数据处理单元，包括：数据存储组件、数据处理组件和预制接口；

所述数据处理组件上设置所述预制接口；

所述数据存储组件与所述预制接口连接。

3.根据权利要求2所述的幕墙监控传感装置，其特征在于，所述数据存储组件为一硬件存储设备；所述数据处理组件为一微处理器。

4.根据权利要求2所述的幕墙监控传感装置，其特征在于，所述预制接口为一集成总线接口，包括：传感数据接口、存储组件接口和传输接口。

5.根据权利要求4所述的幕墙监控传感装置，其特征在于，所述传感数据接口，包括：高程总线接口、应力温度集成接口和振动倾斜集成接口。

6.根据权利要求1所述的幕墙监控传感装置，其特征在于，所述传感采集单元，包括：高程传感组件、应力传感组件、温度传感组件、振动传感组件和倾斜角传感组件；

所述高程传感组件连接于高程总线接口，所述高程传感组件为一高程传感器；

所述应力传感组件连接于应力温度集成接口，所述应力传感组件为一应力传感器；

所述温度传感组件连接于应力温度集成接口，所述温度传感组件为一温度传感器；

所述振动传感组件连接于振动倾斜集成接口，所述振动传感组件为一振动传感器；

所述倾斜角传感组件连接于振动倾斜集成接口，所述倾斜角传感组件为一倾斜角传感器。

7.根据权利要求1所述的幕墙监控传感装置，其特征在于，所述供电单元，还包括：应力温度电源、斜角振动高程电源和传输电源；

所述应力温度电源与应力传感组件连接、所述应力温度电源与温度传感组件连接；

所述斜角振动高程电源与斜角传感组件连接，所述斜角振动高程电源与振动传感组件连接，所述斜角振动高程电源与高程传感组件连接；

所述传输电源与所述无线传输单元连接。

8.根据权利要求1所述的幕墙监控传感装置，其特征在于，所述无线传输单元包括：传输数据组件和天线；

所述传输数据组件与所述传感数据处理单元连接；

所述天线与所述传输数据组件连接。

9.根据权利要求1所述的幕墙监控传感装置，其特征在于，所述幕墙监控传感装置还包括一传感装置壳体，所述传感装置壳体固定于所述幕墙；

所述传感采集单元、所述传感数据处理单元和所述供电单元固定安装与所述传感装置壳体内部的容纳空间；

所述无线传输单元穿设连接于所述传感装置壳体表面。

10.根据权利要求1所述的幕墙监控传感装置，其特征在于，所述幕墙监控传感装置数量适配所述幕墙的数目及尺寸。