一种形变自动化监测系统技术方案

本实用新型专利技术属于形变监测领域，主要涉及到大地测量学中有关地质和精密工程形变监测系统，包括数据采集模块、数据处理模块和报警模块，报警模块与数据处理模块连接；数据采集模块包括固定设置的基准点数据采集模块和多个设于待检测物体易变形位置的监测点数据采集模块，监测点数据采集模块之间设有无线AP，监测点数据采集模块与无线AP无线连接将其接收到的GNSS卫星信号观测数据发送到数据处理模块。本实用新型专利技术可以用于高层建筑、桥梁、大坝、滑坡等监测项目，通过一次布设就可实现长期持续性的监测，无需值守，能够实现实时性监测和预警，多个监测点共用无线AP大大降低了监测成本。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于“测绘科学与技术”学科中的形变监测领域，主要涉及到大地测量学中有关地质和精密工程形变监测系统。
技术介绍
在大型建筑物、道路桥梁、水力水电、矿山安全等形变位移监测工作中，目前国内大多利用传统的光学测量仪器进行人工监测，不仅设备昂贵，还需进行周期性重复性测量，要求专人专职，前期外业测量工作消耗大量的时间、人力、物力以及财力；后期数据的处理难度又比较大，整个过程繁琐，容易出错，并且还严重受外界天气环境影响，效率和精度都比较低，因此，对变形体进行长期、高效的实时性监测工作成了业界人员比较棘手的问题。目前，我国对大坝、桥梁、边坡、高层建筑等的安全问题越来越重视，随着GNSS技术的不断发展，国内外逐渐出现以“GNSS”终端监测设备和多种传感器为主的监测项目，新的监测模式也顺势而生。新的监测模式一般包括形变监测设备和数据传输接收处理及报警系统，目前各个监测站的数据传输采用有线或者无线的方式进行传输时，往往在各个监测点均架设电缆或者插入SIM卡，材料成本高且不便于后期维护处理。除此之外，有关涉及天线的支架方面，由于对天线的稳固、可靠的高要求，传统固定观测墩采用钢筋混凝土浇灌而成，其成本较高，施工量大，容易受外界因素干扰的同时还存在不可重复使用的问题；目前的报警系统，大多采用语音提示装置或者预警装置，有人值守时才能发现险情。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种形变自动化监测系统，解决传统纯人工使用光学测量仪器进行形变监测效率低，容易出现错测或者测算的情况，无法做到周期不间断持续性监测的问题，实现监测的实时性并提供多方面的预警机制，通过多个监测点数据采集模块共用无线AP的方式，降低材料成本。本技术的目的及其解决的技术问题通过以下技术方案来实现：本技术提供了一种形变自动化监测系统，包括数据采集模块、数据处理模块和报警模块，报警模块与数据处理模块连接，数据采集模块包括固定设置的基准点数据采集模块和多个设于待检测物体易变形位置的监测点数据采集模块，基准点数据采集模块将基准位置信息发送到数据处理模块，监测点数据采集模块之间设有无线AP用于提供待检测区域内的网络环境，监测点数据采集模块与无线AP无线连接将接收到的GNSS卫星信号观测数据发送到数据处理模块。在本技术的一种设计中，监测点数据采集模块包括匹配无线AP的WIFI单元和具有信号接收处理功能的GNSS单元，WIFI单元与GNSS单元连接。在本技术的一种设计中，基准点数据采集模块为1个或者多个。在本技术的一种设计中，无线AP为1个或者多个。在本技术的一种设计中，报警模块上设有蜂鸣器或报警指示灯。在本技术的一种设计中，GNSS单元中的GNSS天线固定于竖直不锈钢支架上，竖直不锈钢支架焊接在控制板上，控制板通过螺丝固定在监测点处。本技术的有益效果为：通过在检测前一次性布设数据采集模块，就可实现长期持续性的监测，数据可靠，能够准确实时的洞察监测点的形变情况，改善传统人工检测中出现周期性、重复性监测效率低、非实时的监控状况；监测数据经过后台软件解算后的精度达到毫米级，形变监测精度比较高，改善了传统人工监测中出现错测、误算引起检测不准确的情况；数个数据采集模块共用无线AP提供的区域内的网络环境将数据传输给数据处理分析机构，大大降低了现有技术中通过各个监测点均架设电缆或者插入SIM卡两种方式进行数据传输的成本，并解决了后期维护处理不方便的问题；数据采集模块的安装方式，结构简单，牢靠稳固，可重复性使用，改善了现有技术中用混凝土进行浇灌的方式建立观测墩时成本高、施工时间久的问题；监测信息通过监控中心、Web端、手机APP多方式显示和短信、微信、邮箱、警报器多路径预警，比现有的技术更加全面，能够做到远程监测和预警，实现无人值守、高精度监测、连续自动、实时预警、长期持续性的形变监测。附图说明图1为形变自动化监测系统的结构示意图；图2为形变自动化监测系统中GNSS天线固定的结构示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，以下结合附图对本技术进行进一步的详细描述：如图1所示，本技术所提供的一种形变自动化监测系统，包括数据采集模块，数据处理模块3和报警模块4，报警模块4与数据处理模块3连接，数据采集模块3包括多个设于待检测物体易变形位置的监测点数据采集模块1和固定设置的基准点数据采集模块2，基准点数据采集模块2将基准位置信息发送到数据处理模块3，监测点数据采集模块1之间设有无线AP5用于提供待检测区域内的网络环境，监测点数据采集模块1与无线AP5无线连接将接收到的GNSS卫星信号观测数据发送到数据处理模块3。监测点数据采集模块1和基准点数据采集模块2分别包括GNSS单元和WIFI单元，GNSS单元和WIFI单元连接，WIFI单元匹配已经覆盖的无线网络热点，GNSS模块将各自接收到的卫星信号数据通过连接的无线网络热点WIFI发送给数据处理模块3，数据处理模块3自动记录接收到的观测数据，将解算后得到的ENU（空间直角坐标）偏移量与设置的相应阈值作比较，当偏移量超过事先设定的阈值时，自动触发报警模块4，报警模块4上设有蜂鸣器或报警指示灯等能够及时发出预警信号，可以通过报警指示灯灯光的闪烁或者声音提示进行预警，也可以发送短信、微信、邮件等。监测数据还可以通过监控中心、APP端、Web端（网站）随时查看，能够做到远程监测和预警，实现无人值守、高精度监测、连续自动、实时预警、长期持续性的形变监测。监测点数据采集模块1根据项目需要布设在监测机构体易变形的部位；基准点数据采集模块2与监测点数据采集机模块1的不同点在于，基准点作为监测形变的基准一般固定设置于空旷无遮挡的位置，根据需要可以设置多个；无线AP5根据各个监测点数据采集模块的位置可以设置多个，以保证各个监测点的数据采集模块均落在无线信号覆盖的范围内。无线AP建立的监测热点可以通过有线和无线的两种方式来实现，有线方式为实现有线传输的数据协议转换器，即将网线插入RJ45网口，完成从有线网络到无线网络的过渡；无线是通过在无线AP中插入SIM卡，通过数据通信网络来建立无线网络信号。在形变自动化监测系统中，设立数据采集模块2时最重要的就是GNSS单元中GNSS天线8的固定和安置，目前大多数的检测模式主要是将GNSS天线固定在混凝土浇灌的观测墩上，以满足天线稳定性和可靠性的要求，但是观测墩的施工难度较大，周期较长，需要花费大量的人力和时间。在本技术中，如图2所示，当监测桥梁、建筑物等变形体时，将不锈钢支架7焊接在一个控制板6上，可以通过螺丝等方式固定在监测点处，将GNSS天线8固定在支架7上即可。此种GNSS天线的固定方式省时、省力，缩短了施工周期，能够进行回收利用，同时还保证了天线的稳定性和可靠性。以上具体实施方式仅用以说明本专利技术的技术方案而非限制，本领域的技术人员应当理解，在不脱离本专利技术技术方案的精神和范围内所做的修改，均涵盖在本专利技术的权利要求范围当中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形变自动化监测系统，包括数据采集模块、数据处理模块和报警模块，所述报警模块与数据处理模块连接，所述数据采集模块包括固定设置的基准点数据采集模块和多个设于待检测物体易变形位置的监测点数据采集模块，所述基准点数据采集模块将基准位置信息发送到数据处理模块，其特征在于，所述监测点数据采集模块之间设有无线AP用于提供待检测区域内的网络环境，所述监测点数据采集模块与无线AP无线连接将其接收到的GNSS卫星信号观测数据发送到数据处理模块。

【技术特征摘要】
1.一种形变自动化监测系统，包括数据采集模块、数据处理模块和报警模块，所述报警模块与数据处理模块连接，所述数据采集模块包括固定设置的基准点数据采集模块和多个设于待检测物体易变形位置的监测点数据采集模块，所述基准点数据采集模块将基准位置信息发送到数据处理模块，其特征在于，所述监测点数据采集模块之间设有无线AP用于提供待检测区域内的网络环境，所述监测点数据采集模块与无线AP无线连接将其接收到的GNSS卫星信号观测数据发送到数据处理模块。2.根据权利要求1所述的形变自动化监测系统，其特征在于，所述监测点数据采集模块包括匹配无线AP的WI...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄杰，鲍枫，李晶，胡金林，刘兴，王鹏，郑伟，章亮博，祝丁洁，
申请(专利权)人：北斗国科武汉科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42