CN211524907U - 一种隧道施工监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种隧道施工监测系统,包括隧道监测装置、主控制器、GPS定位器和监控终端,隧道监测装置包括湿度传感器、粉尘浓度传感器、有毒气体传感器以及激光变形监测装置,主控制器连接有报警器,且主控制器通过无线通信电路与监控终端连接,监控终端包括监测服务器,GPS定位器分别与监测服务器和主控制器连接。本实用新型通过配置隧道监测装置,根据监测数据制定施工计划,并通过GPS定位器对施工人员和施工设备进行定位监控,提高施工安全性;配置激光变形监测装置,并通过无线通信电路将监测信息传输至监测服务器,实现监测数据的实时预报、及时反馈,提高施工效率和管理水平。
Description
技术领域
本实用新型涉及隧道施工技术领域,具体是指一种隧道施工监测系统。
背景技术
随着社会经济的发展,隧道工程建设迈入了快速发展阶段,与此同时,近几年隧道施工的安全事故也频频发生,尤其是重大事故的不断发生,给路桥隧道的安全生产工作敲响了警钟。隧道工程是在地下进行施工,施工过程具有极大的未知性和不确定性。隧道施工过程中的监控量测,作为信息化施工的一个重要手段,通过施工现场的监控量测,为判断围岩稳定性,支护、衬砌可靠性,二次衬砌合理施工时间,以及修改施工方法、调整围岩级别、变更支护设计参数提供依据,指导日常施工管理,确保施工安全和质量。隧道施工监测主要包括围岩变形和支护结构内里、拱顶下沉、水平收敛等。隧道施工监测是了解隧道变形情况、保障施工人员安全的重要手段。
现有的隧道施工监测是以人工测量为依托,进行简单数据收集,人工成本高、效率低并且容易造成数据混乱和丢失,影响监测实施。此外,传统的隧道施工监测,需要依靠施工人员丰富的工程经验,由于专业性很强,并且数据分析实时性差,难以实现实时预报、及时反馈,无法满足信息化施工的需求,降低了施工效率和管理水平。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种隧道施工监测系统,通过设置湿度传感器、粉尘浓度传感器以及有毒气体传感器,根据监测数据制定施工计划,保障施工人员的安全,通过GPS定位器对施工人员和施工设备进行定位监控,进一步提高施工安全性;通过配置激光变形监测装置,并通过无线通信电路将监测信息传输至监测服务器,实现监测数据的实时预报、及时反馈,提高施工效率和管理水平。
本实用新型通过下述技术方案实现:
一种隧道施工监测系统,包括隧道监测装置、主控制器、GPS定位器和监控终端,所述隧道监测装置包括湿度传感器、粉尘浓度传感器、有毒气体传感器以及激光变形监测装置,所述湿度传感器、粉尘浓度传感器、有毒气体传感器以及激光变形监测装置分别通过ZigBee协调器与主控制器连接,所述主控制器连接有报警器,且主控制器通过无线通信电路与监控终端连接,所述监控终端包括监测服务器,所述GPS定位器包括GPS电路和GPRS电路,且GPS定位器通过GPS电路与主控制器电连接,GPS定位器通过GPRS电路与监测服务器信号连接。
进一步的所述激光变形监测装置包括激光测距仪和安装座,所述安装座上端设有转盘,转盘上端对称设有两根支撑杆,贯穿两根支撑杆设有转轴,所述转轴与转盘分别连接有驱动电机,所述激光测距仪套设在转轴上,安装座上还设有微控制器,所述微控制器与驱动电机电连接。
进一步的所述激光测距仪采用optoNCDT ILR 1191激光测距仪。
进一步的所述报警器采用TGSG-07声光报警器。
进一步的所述湿度传感器采用STH11单芯片传感器。
进一步的所述粉尘浓度传感器的型号为GCG1000。
进一步的所述有毒气体传感器的型号为H2S-A1。
进一步的所述GPRS电路采用基于TCP/IP的物联网协议MQTT与监测服务器进行数据传输。
进一步的所述无线通信电路采用4G或3G或2G通信。
进一步的所述主控制器采用MSP430F149芯片构建电路。
本实用新型与现有技术相比,具有的有益效果为:
(1)本实用新型通过设置湿度传感器、粉尘浓度传感器以及有毒气体传感器,并通过无线传输的方式对监测数据进行传送,实现监测数据的实时预报、及时反馈,施工管理人员可根据各个传感器的监测结果制定施工计划,保障施工人员的安全、延长施工设备使用寿命。
(2)本实用新型通过设置GPS定位器,对施工人员和施工设备进行定位监控,提高施工安全性,减少安全隐患。
(3)本实用新型通过配置激光变形监测装置,激光变形监测装置通过激光测距的方式获取隧道变形数据,并通过无线通信电路将监测信息传输至监测服务器,以便后台分析,实现实时自动监测隧道内部围岩变形情况,提高施工效率和管理水平。
(4)本实用新型通过转盘、转轴以及驱动电机的配合,使激光测距仪可在水平方向与垂直方向进行旋转,以便激光测距仪调整测距角度,以此分析隧道不同点位的形变状态。
(5)本实用新型采用的激光测距仪为高精度激光测距仪optoNCDT ILR 1191,以满足隧道施工中的隧道形变测量需求。
(6)本实用新型采用TGSG-07声光报警器,具有良好的防水防尘性能,并且采用多种语音提示,可根据隧道施工要求定制,便于现场操作人员分辨故障原因,进一步提高施工安全性。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为激光变形监测装置的结构示意图。
附图标记说明:
1、安装座;2、转盘;3、转轴;4、激光测距仪;5、支撑杆;6、驱动电机;7、微控制器。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明,但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例1:
如图1所示,本实用新型为了克服现有技术的缺陷,通过设置湿度传感器、粉尘浓度传感器以及有毒气体传感器,根据监测结果制定施工计划,保障施工人员的安全,通过GPS定位器对施工人员和施工设备进行定位监控,提高施工安全性,减少安全隐患;通过配置激光变形监测装置,并通过无线通信电路将监测信息传输至监测服务器,实现监测数据的实时预报、及时反馈,提高施工效率和管理水平。
一种隧道施工监测系统,包括隧道监测装置、主控制器、GPS定位器和监控终端,所述隧道监测装置包括湿度传感器、粉尘浓度传感器、有毒气体传感器以及激光变形监测装置;其中,湿度传感器采用STH11单芯片传感器,粉尘浓度传感器的型号为GCG1000,测量速度快速准确、灵敏度高且性能稳定,有毒气体传感器的型号为H2S-A1;所述湿度传感器、粉尘浓度传感器、有毒气体传感器以及激光变形监测装置分别通过ZigBee协调器与主控制器连接,ZigBee协调器采用CC2530芯片构建电路,主控制器采用MSP430F149芯片构建电路,且主控制器通过无线通信电路与监控终端连接,无线通信电路采用4G或3G或2G通信,所述主控制器连接有报警器,报警器采用TGSG-07声光报警器,声音洪亮,具有良好的防水防尘性能,并且采用多种语音提示,可根据隧道施工要求定制,便于现场操作人员分辨故障原因,进一步提高施工安全性;所述激光变形监测装置包括激光测距仪4和安装座1,所述安装座1上端设有转盘2,转盘2上端对称设有两根支撑杆5,贯穿两根支撑杆5设有转轴3,所述转轴3与转盘2分别连接有驱动电机6,所述激光测距仪4采用高精度的激光测距仪optoNCDT ILR1191,且激光测距仪4套设在转轴3上,安装座1上还设有微控制器7,所述微控制器7与驱动电机6电连接,所述监控终端包括监测服务器,所述GPS定位器位于施工人员或施工设备上,用于实施定位施工人员以及施工设备的位置,提高隧道施工的安全性,减少安全隐患,GPS定位器采用GT360便携式定位器,GPS定位器包括GPS电路和GPRS电路,且GPS定位器通过GPS电路与主控制器电连接,且GPS电路,GPS定位器通过GPRS电路与监测服务器信号连接,且GPRS电路采用基于TCP/IP的物联网协议MQTT与监测服务器进行数据传输。其中,湿度传感器、粉尘浓度传感器、有毒气体传感器、激光测距仪4、报警器、ZigBee协调器、主控制器可根据上述型号描述直接购买使用。
使用时,湿度传感器、粉尘浓度传感器和有毒气体传感器分别检测隧道内的湿度信息、粉尘浓度信息以及有毒气体浓度信息,激光变形监测装置采用激光测距的方式获取隧道变形数据,激光变形监测装置包括激光测距仪4和安装座1,且安装座1上设有微控制器7,将安装座1固定安装于隧道内侧壁,微控制器7控制驱动电机6的工作状态,当需要调整激光测距仪4的测距角度时,控制器控制驱动电机6启动工作,即驱动电机6驱动转盘2和/或转轴3转动,转盘2控制激光侧距仪4在水平方向转动,转轴3控制激光测距仪4在垂直方向转动,通过转盘2、转轴3、微控制器7以及驱动电机6的配合,使激光测距仪4可在水平与垂直方向进行旋转,以便激光测距仪4调整测距角度,以此分析隧道不同点位的形变状态。湿度传感器、粉尘浓度传感器、有毒气体传感器以及激光测距仪4分别将检测到的信息通过ZigBee协调器传输至主控制器,使用ZigBee进行通信,可靠性高、数据可以相互转发,若网络中几个节点出现故障,不会影响整个无线网络正常工作,主控制器进一步将接收到的检测数据传输至监测服务器,监测服务器接收到信息后将数据存入数据库,并同时对检测数据进行分析和处理,然后根据检测数据以及设定的安全阈值对数据进行安全分析,为后续隧道施工计划做准备,提高隧道施工的施工效率和管理水平。其中,若主控制器接收到检测数据不在预设的安全范围以内,则主控制器控制报警器发出报警提示,报警器采用TGSG-07声光报警器,具有良好的防水防尘性能,并且采用多种语音提示,可根据隧道施工要求定制,便于现场操作人员分辨故障原因,进一步提高施工安全性。在施工人员或施工设备上配置有GPS定位器,GPS定位器包括GPS电路和GPRS电路,GPS定位器通过GPS电路获取施工人员或施工设备的位置信息,并通过GPRS电路将获取到的信息传输至监测服务器,其中,GPRS电路采用基于TCP/IP的物联网协议MQTT与监测服务器进行数据传输,实时传输数据,进一步提高施工安全性与施工监测效率,减少安全隐患。以上技术方案中,湿度传感器、粉尘浓度传感器、有毒气体传感器以及激光测距仪分别将监测信息通过ZigBee协调器传输至主控制器,主控制器进一步根据接收到的监测数据控制报警器工作,这一过程虽涉及软件设置,但均为现有技术,本领域技术人员只需根据上述描述无需进行软件更改,即可实现本实用新型的技术效果,其中,湿度传感器、粉尘浓度传感器、有毒气体传感器、ZigBee协调器、主控制器以及激光测距仪可根据上述型号描述直接购买使用。
以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例,并非对本实用新型做任何形式上的限制,凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化,均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种隧道施工监测系统,包括隧道监测装置、主控制器、GPS定位器和监控终端,其特征在于:所述隧道监测装置包括湿度传感器、粉尘浓度传感器、有毒气体传感器以及激光变形监测装置,所述湿度传感器、粉尘浓度传感器、有毒气体传感器以及激光变形监测装置分别通过ZigBee协调器与主控制器连接,所述主控制器连接有报警器,且主控制器通过无线通信电路与监控终端连接,所述监控终端包括监测服务器,所述GPS定位器包括GPS电路和GPRS电路,且GPS定位器通过GPS电路与主控制器电连接,GPS定位器通过GPRS电路与监测服务器信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种隧道施工监测系统,其特征在于:所述激光变形监测装置包括激光测距仪(4)和安装座(1),所述安装座(1)上端设有转盘(2),转盘(2)上端对称设有两根支撑杆(5),贯穿两根支撑杆(5)设有转轴(3),所述转轴(3)与转盘(2)分别连接有驱动电机(6),所述激光测距仪(4)套设在转轴(3)上,安装座(1)上还设有微控制器(7),所述微控制器(7)与驱动电机(6)电连接。
3.根据权利要求2所述的一种隧道施工监测系统,其特征在于:所述激光测距仪(4)采用optoNCDT ILR 1191激光测距仪。
4.根据权利要求1所述的一种隧道施工监测系统,其特征在于:所述报警器采用TGSG-07声光报警器。
5.根据权利要求1所述的一种隧道施工监测系统,其特征在于:所述湿度传感器采用STH11单芯片传感器。
6.根据权利要求1所述的一种隧道施工监测系统,其特征在于:所述粉尘浓度传感器的型号为GCG1000。
7.根据权利要求1所述的一种隧道施工监测系统,其特征在于:所述有毒气体传感器的型号为H2S-A1。
8.根据权利要求1所述的一种隧道施工监测系统,其特征在于:所述GPRS电路采用基于TCP/IP的物联网协议MQTT与监测服务器进行数据传输。
9.根据权利要求1所述的一种隧道施工监测系统,其特征在于:所述无线通信电路采用4G或3G或2G通信。
10.根据权利要求1所述的一种隧道施工监测系统,其特征在于:所述主控制器采用MSP430F149芯片构建电路。
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2019
- 2019-12-31 CN CN201922457615.8U patent/CN211524907U/zh active Active
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