深基坑综合参数的无线监测预警系统技术方案

本发明专利技术揭示了一种深基坑综合参数的无线监测预警系统，包括至少一个布置在所述深基坑中的测量节点，Zigbee-GPRS网关，中心服务器以及用户报警终端，所述测量节点将测量的数据通过Zigbee网络传输给所述Zigbee-GPRS网关；所述Zigbee-GPRS网关接收所有所述测量节点传输过来的所述数据，并通过GPRS网络将所述数据传送给所述中心服务器；所述中心服务器进行所述数据的处理，并通过其内部的数据库对所述数据进行判断，若发现所述数据出现异常，则产生报警指令，并通过GPRS网络将所述报警指令发送给所述用户报警终端，进行报警。本发明专利技术利用无线传感数据通信网，结合先进的计算机信息技术，实现了如倾斜度，钢筋应力，土压力，水压力坑等深基坑参数数据的自动监测报警。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及深基坑参数的无线监测
，尤其是涉及一种深基坑综合参数的 无线监测预警系统。 深基坑综合参数的无线监测预警系统
技术介绍
传统深基坑参数的监测方法一般为：在预定的测点埋设相应的应力计、应变计、土 压力盒、孔隙水压力计以及位移测点等，除位移采用经纬仪或水准仪（现在大都采用全站 仪）直接肉眼测读以外，其余均需采用二次仪表来接受传感器信号。在实际工程中，应力 计、应变计、土压力盒、孔隙水压力计常采用钢弦式，通过二次仪表（频率仪）接受传感器频 率，根据事先设定的压力或变形与频率的关系，计算确定相应的物理量。 另外，常规的一些监测仪器与方法也存在着一些根本性缺陷：点式测量，信息量 少；难以实现分布式监测，往往会遗漏一些对工程安全致关重要的信息；耐久性差；易受强 电磁场干扰，测量进度受到影响；不适合易燃、易爆、高温、雷击区等恶劣环境；不便远距离 遥测和监控等。 随着科学技术的不断进步，为进一步提高基于轻轨的土建深基坑工程监测信息的 准确可靠，提高深基坑参数监测手段的自动化程度，需要我们对监测设备、监测方法、监测 手段等进行探索与研究，以实现深基坑参数的监测由传统的监测设备、监测方法向智能结 构系统转变。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种深基坑综合参数的无线监测预 警系统，利用无线传感数据通信网，结合先进的计算机信息技术，以实现如倾斜度，钢筋应 力，土压力，水压力坑等参数数据的自动监测报警。 为实现上述目的，本专利技术提出如下技术方案：一种深基坑综合参数的无线监测预 警系统，包括至少一个布置在所述深基坑中的测量节点，Zigbee-GPRS网关，中心服务器以 及用户报警终端， 所述测量节点将测量的数据通过Zigbee网络传输给所述Zigbee-GPRS网关； 所述Zigbee-GPRS网关接收所有所述测量节点传输过来的所述数据，并通过GPRS 网络将所述数据传送给所述中心服务器； 所述中心服务器进行所述数据的处理，并通过其内部的数据库对所述数据进行判 断，若发现所述数据出现异常，则产生报警指令，并通过GPRS网络将所述报警指令发送给 所述用户报警终端，进行报警。 优选地，所述测量节点之间通过Zigbee网络进行通信。 每个所述测量节点包括多个传感器，数据输入接口模块，第一微处理器，第一电源 模块及第一 Zigbee模块， 所述传感器通过所述数据输入接口模块与所述微处理器相连，用于测量数据并将 测量的所述数据发送给所述第一微处理器； 所述第一微处理器通过第一 UART接口与所述第一 Zigbee模块相连，用于处理和 发送所述数据到所述第一 Zigbee模块； 所述第一 Zigbee模块用于将所述第一微处理器发送过来的数据打包成Zigbee协 议数据包，并将所述Zigbee协议数据包发送给所述Zigbee-GPRS网关； 所述第一电源模块与所述第一微处理器相连，用于给整个所述测量节点供电。 优选地，所述传感器包括测斜仪、钢筋应力计、土压力计和水压力计。 更进一步地，每个所述测量节点还包括与所述微处理器相连的信号指示灯，用于 指示所述测量节点的组网情况和电池电量情况。 所述Zigbee-GPRS网关包括第二Zigbee模块，ARM处理器，第一 GPRS模块， 所述第二Zigbee模块通过第二UART接口与所述ARM处理器相连，所述第二 Zigbee模块与所述第一 Zigbee模块组网通信，用于接收并将所述Zigbee协议数据包发送 给所述ARM处理器处理； 所述第一 GPRS模块通过第三UART接口与所述ARM处理器相连，用于将经所述ARM 处理器处理过的所述Zigbee协议数据包通过GPRS网络发送给所述中心服务器。 更进一步地，所述Zigbee-GPRS网关还包括与所述ARM处理器相连的存储模块，第 一异常报警模块和第二电源模块。 所述存储模块包括SDRAM存储器，FLASH存储器，U盘，SD卡中的一个或两个以上 的组合。 优选地，所述用户报警终端包括第二微处理器，以及与所述第二微处理器相连的 第二GPRS模块，第三电源模块和第二异常报警模块，所述第二GPRS模块接收所述中心服务 器的所述报警指令，并送给所述第二微处理器进行处理，所述第二异常报警模块根据处理 后的报警指令进行报警提醒。 优选地，所述第一异常报警模块和第二异常报警模块均包括LED灯和蜂鸣器。 本专利技术在测量节点，Zigbee-GPRS网关，中心服务器及用户报警终端之间组成无线 传感数据通信网，并结合先进的计算机信息技术，以实现轻斜度，钢筋应力，土压力，水压力 坑等深基坑参数数据的测量。具体地，在测量节点设置Zigbee模块，利用Zigbee无线通信 网络将测量到的数据传送给Zigbee-GPRS网关，Zigbee-GPRS网关进行Zigbee数据协议到 GPRS数据协议的转换，最终将测量的深基坑的参数数据通过GPRS网络发送给中心服务器， 由中心服务器对测量数据进行处理、分析和判断，从而自动化地得到土建深基坑工程所需 的检测信息。若测量数据出现异常，中心服务器则通过GPRS网络发送给用户报警终端，由 用户报警终端进行现场报警，以提醒用户和施工工人深基坑参数异常。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果是： 1、本专利技术能够实时获得基坑的参数数据，掌握测量节点多方面的动态变化规律。 它既能有效指导现场施工，并有利于保证整个围护结构在施工中的安全；也有利于控制结 构的变形及其周围建筑和地下管线的安全，有利于优化施工和避免事故的发生。 2、本专利技术通过对计算机技术的运用，能够同时把正在施工的所有工地信息联系在 一起，从而便于对工程的管理，实现了分散工程集中管理和单位部门之间的信息、人力、物 力等资源的共享，改变了传统工程管理中出现人力、物力的重复投入造成的浪费，在节约成 本的同时，也提高了工程管理的水平。 3、本专利技术通过运用数据库技术，方便了各种工程资料工程文档的保存和查询；这 对工程进展情况的查询工程问题的解决以及工程经验的总结等极为有利。 4、本专利技术针对深基坑工程的支护结构的监测和周围环境的监测，根据前期开挖中 监测到的应力、变形数据，与设计中支护结构受力和变形进行比较，对原设计进行评价，判 断基坑在目前开挖工况下的安全状况，并通过反馈分析，预测下一步工况下支护结构变形 和稳定状况，为优化设计提供可靠的信息，并对后续开挖及支护方案提出建议，对施工过程 中可能发生的险情报警，确保基坑工程的安全。 【附图说明】 图1是本专利技术深基坑综合参数的无线监测预警系统的结构示意图； 图2是本专利技术测量节点的结构示意图； 图3是本专利技术Zigbee-GPRS网关的结构示意图； 图4是本专利技术用户报警终端的结构示意图。 【具体实施方式】 下面将结合本专利技术的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。 本专利技术所揭示的一种深基坑综合参数的无线监测预警系统，利用无线传感数据通 信网，结合先进的计算机信息技术，主要用于实现轻轨深基坑的斜度，钢筋应力，土压力和 水压力参数数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深基坑综合参数的无线监测预警系统，其特征在于，包括至少一个布置在所述深基坑中的测量节点，Zigbee‑GPRS网关，中心服务器以及用户报警终端，所述测量节点将测量的数据通过Zigbee网络传输给所述Zigbee‑GPRS网关；所述Zigbee‑GPRS网关接收所有所述测量节点传输过来的所述数据，并通过GPRS网络将所述数据传送给所述中心服务器；所述中心服务器进行所述数据的处理，并通过其内部的数据库对所述数据进行判断，若发现所述数据出现异常，则产生报警指令，并通过GPRS网络将所述报警指令发送给所述用户报警终端，进行报警。

【技术特征摘要】
1. 一种深基坑综合参数的无线监测预警系统，其特征在于，包括至少一个布置在所述 深基坑中的测量节点，Zigbee-GPRS网关，中心服务器以及用户报警终端， 所述测量节点将测量的数据通过Zigbee网络传输给所述Zigbee-GPRS网关； 所述Zigbee-GPRS网关接收所有所述测量节点传输过来的所述数据，并通过GPRS网络 将所述数据传送给所述中心服务器； 所述中心服务器进行所述数据的处理，并通过其内部的数据库对所述数据进行判断， 若发现所述数据出现异常，则产生报警指令，并通过GPRS网络将所述报警指令发送给所述 用户报警终端，进行报警。2. 根据权利要求1所述的深基坑综合参数的无线监测预警系统，其特征在于，所述测 量节点之间通过Zigbee网络进行通信。3. 根据权利要求2所述的深基坑综合参数的无线监测预警系统，其特征在于，每个 所述测量节点包括多个传感器，数据输入接口模块，第一微处理器，第一电源模块及第一 Zigbee 模块， 所述传感器通过所述数据输入接口模块与所述微处理器相连，用于测量数据并将测量 的所述数据发送给所述第一微处理器； 所述第一微处理器通过第一 UART接口与所述第一 Zigbee模块相连，用于处理和发送 所述数据到所述第一 Zigbee模块； 所述第一 Zigbee模块用于将所述第一微处理器发送过来的数据打包成Zigbee协议数 据包，并将所述Zigbee协议数据包发送给所述Zigbee-GPRS网关； 所述第一电源模块与所述第一微处理器相连，用于给整个所述测量节点供电。4. 根据权利要求3所述的深基坑综合参数的无线监测预警系统，其特征在于，所述传 感器包括测斜仪、钢筋应力计、土压力计和水压力计。5. 根据权利要求3所述的深基坑综合参数的无线监测...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖金球，顾敏明，黄伟军，雷岩，
申请(专利权)人：苏州科技学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32