一种基坑变形监测方法及系统技术方案

本发明专利技术属于工程监测领域，公开了一种基坑变形监测方法及系统，其方法包括：设置一基准传感器网络和多个监测传感器网络；基准传感器网络的各传感器节点发送频率不同的两个无线电波给第一个监测传感器网络，其它监测传感器网络依次将自身的测量数据和接收到的测量数据发送给其后的监测传感器网络，直到最后一个监测传感器网络将所有测量数据发送至基准传感器网络；服务器接收基准传感器网络发送所有测量数据，并根据所有测量数据获取各监测传感器网络的中心点位置；服务器根据多次获取的各监测传感器网络的中心点位置，计算得到基坑的变形量。本发明专利技术通过传感器网络来监测基坑的变形，无需人工进行测量，且对安装条件要求不高，提高测量的便捷性。

A Method and System for Deformation Monitoring of Foundation Pit

【技术实现步骤摘要】
一种基坑变形监测方法及系统
本专利技术属于工程监测
，特别涉及一种基坑变形监测方法及系统。
技术介绍
基坑变形监测主要用于测量建筑工程基坑施工过程中基坑的位移与沉降、基坑内部立柱的位移与沉降等数据。实时的基坑变形监测，可以为基坑的安全施工诊断提供必要的信息，以便施工人员及时发现问题并采取相应措施。目前，常用的基坑变形监测仪器主要有水准仪、全站仪、静力水准和带马达驱动的自动全站仪等。水准仪和全站仪为人工测量，不仅观测时间长，现场监测人员的人身安全受到威胁；而且后期数据处理量大，已经越来越不能满足现代社会对效率的要求。静力水准、带马达驱动的自动全站仪等新设备虽然不需要人工进行测量，但是安装比较困难，需要通视条件，若通视条件不好，那么仪器就无法直接进行观测。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基坑变形监测方法及系统，通过传感器网络来监测基坑的变形，无需人工进行测量，且对安装条件要求不高，提高测量的便捷性。本专利技术提供的技术方案如下：一方面，提供一种基坑变形监测方法，包括：设置若干个传感器网络，所述若干个传感器网络包括一基准传感器网络和多个监测传感器网络，所述基准传感器网络设置在基坑外稳定区域；所述多个监测传感器网络设置在基坑围护体边；所述基准传感器网络和所述监测传感器网络分别包括至少四个传感器节点，所述至少四个传感器节点形成正多面体；所述若干个传感器网络中的基准传感器网络的各传感器节点发送频率不同的两个无线电波给第一个监测传感器网络，所述若干个传感器网络中的其它监测传感器网络依次将自身的测量数据和接收到的测量数据发送给其后的监测传感器网络，直到最后一个监测传感器网络将所有测量数据发送至所述基准传感器网络；所述测量数据为各传感器节点接收到所述两个无线电波的时间点；服务器接收所述基准传感器网络发送的自身的测量数据和所述所有测量数据，并根据所述所有测量数据获取各监测传感器网络的中心点位置；所述服务器每间隔预设时间，获取一次各监测传感器网络的中心点位置，根据多次获取的各监测传感器网络的中心点位置，计算得到基坑的变形量。进一步优选地，所述服务器接收基准传感器网络发送的所述所有测量数据，并根据所述所有测量数据获取各监测传感器网络的中心点位置具体包括：所述服务器获取所述基准传感器网络的各传感器节点的初始三维坐标；所述服务器根据所述基准传感器网络的各传感器节点的初始三维坐标和所述第一个监测传感器网络的各传感器节点的测量数据，计算得到所述第一个监测传感器网络的各传感器节点的三维坐标；所述服务器根据上一监测传感器网络的各传感器节点的三维坐标和当前监测传感器网络的各传感器节点的测量数据，计算得到所述当前监测传感器网络的各传感器节点的三维坐标；所述服务器根据所述监测传感器网络的各传感器节点的三维坐标，获取所述监测传感器网络的中心点位置。进一步优选地，所述服务器根据所述基准传感器网络的各传感器节点的初始三维坐标和所述第一个监测传感器网络的各传感器节点的测量数据，计算得到所述第一个监测传感器网络的各传感器节点的三维坐标具体包括：所述服务器根据所述第一个监测传感器网络的当前传感器节点的测量数据，计算得到当前传感器节点与所述基准传感器网络的各传感器节点的距离；所述服务器根据所述第一个监测传感器网络的当前传感器节点与所述基准传感器网络的各传感器节点的距离和所述基准传感器网络的各传感器节点的初始三维坐标，计算得到所述当前传感器节点的三维坐标。进一步优选地，所述服务器根据上一监测传感器网络的各传感器节点的三维坐标和当前监测传感器网络的各传感器节点的测量数据，计算得到所述当前监测传感器网络的各传感器节点的三维坐标之后还包括：所述服务器根据所述基准传感器网络的自身的测量数据和最后一个监测传感器网络的各传感器节点的三维坐标，计算得到所述基准传感器的各传感器节点的测量三维坐标；所述服务器根据所述初始三维坐标和所述测量三维坐标之间的差值，对各监测传感器网络的各传感器节点的三维坐标进行三维平差处理；所述服务器根据所述监测传感器网络中的各传感器节点的三维坐标，获取所述监测传感器网络的中心点位置具体包括：所述服务器根据三维平差处理后的所述监测传感器网络中的各传感器节点的三维坐标，获取所述监测传感器网络的中心点位置。进一步优选地，还包括：在基坑外稳定区域设置至少两个备用传感器网络；所述备用传感器网络与所述基准传感器网络结构相同；所述基准传感器网络的各传感器节点发送频率不同的两个无线电波给第一个备用传感器网络；所述第一个备用传感器网络的各传感器节点向后一备用传感器网络的各传感器节点发送所述两个无线电波和自身的测量数据；所述后一备用传感器网络的各传感器节点将接收到的前一备用传感器网络发送的测量数据、所述两个无线电波和自身的测量数据，发送至其后一备用传感器网络的各传感器节点，直至最后一个备用传感器网络的各传感器节点将接收到的前一备用传感器网络发送的测量数据、所述两个无线电波和自身的测量数据返回至所述基准传感器网络的各传感器节点；每个传感器节点发送所述两个无线电波的时刻相同；所述基准传感器网络的各传感器节点将自身的测量数据和备用传感器网络的各传感器节点的测量数据发送给所述服务器；所述服务器根据所述基准传感器网络的测量数据和所述备用传感器网络的测量数据，判断所述基准传感器网络的设置区域是否稳定。进一步优选地，所述服务器根据所述基准传感器网络的测量数据和所述备用传感器网络的测量数据，判断所述基准传感器网络的设置区域是否稳定具体包括：所述服务器获取所述基准传感器网络的各传感器节点的初始三维坐标；所述服务器根据所述基准传感器网络的各传感器节点的初始三维坐标和所述第一个备用传感器网络的各传感器节点的测量数据，计算得到所述第一个备用传感器网络的各传感器节点的三维坐标；所述服务器根据上一备用传感器网络的各传感器节点的三维坐标和当前备用传感器网络的各传感器节点的测量数据，计算得到所述当前备用传感器网络的各传感器节点的三维坐标；所述服务器根据最后一个备用传感器网络中的各传感器节点的三维坐标和所述基准传感器网络中的各传感器节点的测量数据，计算得到所述基准传感器网络中的各传感器节点的测量三维坐标；所述服务器根据所述初始三维坐标和所述测量三维坐标，判断所述基准传感器网络的设置区域是否稳定。进一步优选地，所述服务器根据所述基准传感器网络的各传感器节点的初始三维坐标和所述第一个备用传感器网络的各传感器节点的测量数据，计算得到所述第一个备用传感器网络的各传感器节点的三维坐标具体包括：所述服务器根据所述第一个备用传感器网络的当前传感器节点的测量数据，计算得到当前传感器节点与所述基准传感器网络的各传感器节点的距离；所述服务器根据所述第一个备用传感器网络的当前传感器节点与所述基准传感器网络的各传感器节点的距离和所述基准传感器网络的各传感器节点的初始三维坐标，计算得到所述当前传感器节点的三维坐标。进一步优选地，所述若干个传感器网络中的基准传感器网络的各传感器节点发送频率不同的两个无线电波给第一个监测传感器网络，所述若干个传感器网络中的其它监测传感器网络依次将自身的测量数据和接收到的测量数据发送给其后的监测传感器网络，直到最后一个监测传感器网络将所有测量数据发送至所述基准传感器网络具体包括：所述基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基坑变形监测方法，其特征在于，包括：设置若干个传感器网络，所述若干个传感器网络包括一基准传感器网络和多个监测传感器网络，所述基准传感器网络设置在基坑外稳定区域；所述多个监测传感器网络设置在基坑围护体边；所述基准传感器网络和所述监测传感器网络分别包括至少四个传感器节点，所述至少四个传感器节点形成正多面体；所述若干个传感器网络中的基准传感器网络的各传感器节点发送频率不同的两个无线电波给第一个监测传感器网络，所述若干个传感器网络中的其它监测传感器网络依次将自身的测量数据和接收到的测量数据发送给其后的监测传感器网络，直到最后一个监测传感器网络将所有测量数据发送至所述基准传感器网络；所述测量数据为各传感器节点接收到所述两个无线电波的时间点；服务器接收所述基准传感器网络发送的自身的测量数据和所述所有测量数据，并根据所述所有测量数据获取各监测传感器网络的中心点位置；所述服务器每间隔预设时间，获取一次各监测传感器网络的中心点位置，根据多次获取的各监测传感器网络的中心点位置，计算得到基坑的变形量。

【技术特征摘要】
1.一种基坑变形监测方法，其特征在于，包括：设置若干个传感器网络，所述若干个传感器网络包括一基准传感器网络和多个监测传感器网络，所述基准传感器网络设置在基坑外稳定区域；所述多个监测传感器网络设置在基坑围护体边；所述基准传感器网络和所述监测传感器网络分别包括至少四个传感器节点，所述至少四个传感器节点形成正多面体；所述若干个传感器网络中的基准传感器网络的各传感器节点发送频率不同的两个无线电波给第一个监测传感器网络，所述若干个传感器网络中的其它监测传感器网络依次将自身的测量数据和接收到的测量数据发送给其后的监测传感器网络，直到最后一个监测传感器网络将所有测量数据发送至所述基准传感器网络；所述测量数据为各传感器节点接收到所述两个无线电波的时间点；服务器接收所述基准传感器网络发送的自身的测量数据和所述所有测量数据，并根据所述所有测量数据获取各监测传感器网络的中心点位置；所述服务器每间隔预设时间，获取一次各监测传感器网络的中心点位置，根据多次获取的各监测传感器网络的中心点位置，计算得到基坑的变形量。2.根据权利要求1所述的一种基坑变形监测方法，其特征在于，所述服务器接收基准传感器网络发送的所述所有测量数据，并根据所述所有测量数据获取各监测传感器网络的中心点位置具体包括：所述服务器获取所述基准传感器网络的各传感器节点的初始三维坐标；所述服务器根据所述基准传感器网络的各传感器节点的初始三维坐标和所述第一个监测传感器网络的各传感器节点的测量数据，计算得到所述第一个监测传感器网络的各传感器节点的三维坐标；所述服务器根据上一监测传感器网络的各传感器节点的三维坐标和当前监测传感器网络的各传感器节点的测量数据，计算得到所述当前监测传感器网络的各传感器节点的三维坐标；所述服务器根据所述监测传感器网络的各传感器节点的三维坐标，获取所述监测传感器网络的中心点位置。3.根据权利要求2所述的一种基坑变形监测方法，其特征在于，所述服务器根据所述基准传感器网络的各传感器节点的初始三维坐标和所述第一个监测传感器网络的各传感器节点的测量数据，计算得到所述第一个监测传感器网络的各传感器节点的三维坐标具体包括：所述服务器根据所述第一个监测传感器网络的当前传感器节点的测量数据，计算得到当前传感器节点与所述基准传感器网络的各传感器节点的距离；所述服务器根据所述第一个监测传感器网络的当前传感器节点与所述基准传感器网络的各传感器节点的距离和所述基准传感器网络的各传感器节点的初始三维坐标，计算得到所述当前传感器节点的三维坐标。4.根据权利要求2所述的一种基坑变形监测方法，其特征在于，所述服务器根据上一监测传感器网络的各传感器节点的三维坐标和当前监测传感器网络的各传感器节点的测量数据，计算得到所述当前监测传感器网络的各传感器节点的三维坐标之后还包括：所述服务器根据所述基准传感器网络的自身的测量数据和最后一个监测传感器网络的各传感器节点的三维坐标，计算得到所述基准传感器的各传感器节点的测量三维坐标；所述服务器根据所述初始三维坐标和所述测量三维坐标之间的差值，对各监测传感器网络的各传感器节点的三维坐标进行三维平差处理；所述服务器根据所述监测传感器网络中的各传感器节点的三维坐标，获取所述监测传感器网络的中心点位置具体包括：所述服务器根据三维平差处理后的所述监测传感器网络中的各传感器节点的三维坐标，获取所述监测传感器网络的中心点位置。5.根据权利要求1所述的一种基坑变形监测方法，其特征在于，还包括：在基坑外稳定区域设置至少两个备用传感器网络；所述备用传感器网络与所述基准传感器网络结构相同；所述基准传感器网络的各传感器节点发送频率不同的两个无线电波给第一个备用传感器网络；所述第一个备用传感器网络的各传感器节点向后一备用传感器网络的各传感器节点发送所述两个无线电波和自身的测量数据；所述后一备用传感器网络的各传感器节点将接收到的前一备用传感器网络发送的测量数据、所述两个无线电波和自身的测量数据，发送至其后一备用传感器网络的各传感器节点，直至最后一个备用传感器网络的各传感器节点将接收到的前一备用传感器网络发送的测量数据、所述两个无线电波和自身的测量数据返回至所述基准传感器网络的各传感器节点；每个传感器节点发送所述两个无线电波的时刻相同；所述基准传感器网络的各传感器节点将自身的测量数据和备用传感器网络的各传感器节点的测量数据发送给所述服务器；所述服务器根据所述基准传感器网络的测量数据和所述备用传感器网络的测量数据，判断所述基准传感器网络的设置区域是否稳定。6.根据权利要求5所述的一种基坑变形监测方法，其特征在于，所述服务器根据所述基准传感器网络的测量数据和所述备用传感器网络的测量数据，判断所述基准传感器网络的设置区域是否稳定具体包括：所述服务器获取所述基准传感器网络的各传...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡爱勇，张红喜，唐科学，罗敏，张文浩，许志芳，
申请(专利权)人：上海众材工程检测有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31