基于lora的远距离无线抬动微位移监测系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于lora的远距离无线抬动微位移监测系统和方法。其包括多个位移传感器、多个与所述位移传感器一一对应设置的lora无线通信模块及数据处理模块。本发明专利技术避免了铺设电缆线带来的相关问题，安装简便，有效适应了工作现场强烈的工频干扰和冲击谐波干扰，大大提高了灌浆施工抬动监测的可靠性。

Long distance wireless lifting micro displacement monitoring system and method based on Lora

The invention discloses a long-distance wireless lifting micro displacement monitoring system and method based on lora. The utility model comprises a plurality of displacement sensors, a plurality of Lora wireless communication modules and a data processing module which are respectively arranged in one-to-one correspondence with the displacement sensors. The invention avoids the related problems caused by laying the cable wires, and the installation is simple and convenient, and the utility model effectively adapts to the strong power frequency interference and shock wave interference at the work site, and greatly improves the reliability of the monitoring of the lifting movement in the grouting construction.

【技术实现步骤摘要】
基于lora的远距离无线抬动微位移监测系统和方法
本专利技术属于抬动变形监测
，尤其涉及一种基于lora的远距离无线抬动微位移监测系统和方法。
技术介绍
在水电大坝工程中防渗处理的基本方法为灌注水泥浆液，目前灌浆泵和其他灌浆设备的不断发展，灌浆过程中的灌浆压力随着工程的复杂程度和地质条件不同灌浆压力越来越大，虽然较大的灌浆压力有利于防渗处理的结实耐用，但是也会带来局部地质的劈裂破坏，因此对水电大坝灌浆施工过程中抬动变形的监测不容忽视。国内开展此项研究较晚，主要研究单位有中国天津基础工程局、南京自动化研究所、葛洲坝工程局等，均为有线测量方式。铺设电缆线的工作十分繁琐，而现场施工环境恶劣，抬动监测信号易受到各种干扰，电缆线易砸断，给现场施工安全造成了隐患。国外开展监测自动化设备研制始于20世纪60年代末。目前国际上有代表性的系统有美国CampbellScientific公司的CR—10系统,其测量单元机芯被世界大多数监测仪器制造商(包括基康、SINCO、ROCTEST等)用做其自动化系统的采集单元,澳大利亚Datataker公司的数据采集仪100,美国Geomation公司的2380系统,意大利ISMES研究所的GPDAS系统。随着抬动自动记录仪市场的迅速扩大，近年来涌现出许多新的记录仪生产厂家，这些厂家生产的各种抬动记录仪产品在满足基本监测功能的基础上，分别使用了不同的软、硬件平台，给产品增添了许多附加功能，在丰富产品类型、降低产品成本和适应不同客户需求的同时，增大了产品市场竞争的激烈程度，对我院记录仪产品的传统优势也构成较大的压力和冲击。国内开展此项研究较晚，主要研究单位有中国天津基础工程局、南京自动化研究所、葛洲坝工程局等，均为有线测量方式。铺设电缆线的工作十分繁琐，而现场施工环境恶劣，抬动监测信号易受到各种干扰，电缆线易砸断，给现场施工安全造成了隐患。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是：为了解决现有技术中存在的以上问题，本专利技术提出了一种基于lora的远距离无线抬动微位移监测系统和方法。本专利技术的技术方案是：一种基于lora的远距离无线抬动微位移监测系统，包括：多个位移传感器，用于实时采集灌浆过程中的抬动变形位移数据；多个lora无线通信模块，分别与所述位移传感器一一对应设置，用于将所述位移传感器采集的抬动变形位移数据采用lora无线传输方式发送至数据处理模块；数据处理模块，用于接收所述lora无线通信模块发送的抬动变形位移数据，对抬动变形位移数据进行分析处理并保存。进一步地，还包括与所述数据处理模块连接的触摸显示屏；所述触摸显示屏用于接收所述数据处理模块发送的数据并进行显示。进一步地，还包括与所述数据处理模块连接的USB接口；所述USB接口用于导出所述数据处理模块保存的抬动变形位移数据。进一步地，还包括与所述数据处理模块连接的打印机接口；所述打印机接口用于接收所述数据处理模块发送的数据并进行打印。进一步地，还包括与所述数据处理模块连接的声光报警器；所述声光报警器用于根据数据处理模块发送的报警信号进行报警。为了对本专利技术的基于lora的远距离无线抬动微位移监测系统作进一步说明，本专利技术还提出了一种基于lora的远距离无线抬动微位移监测方法，包括以下步骤：A、利用位移传感器分别实时采集灌浆过程中的抬动变形位移数据；B、利用lora无线通信模块采用lora载波监听多路访问冲突避免的网络监听传输模式将步骤A中所述位移传感器采集的抬动变形位移数据以数据包的形式发送至数据处理模块；C、利用所述数据处理模块接收步骤B中所述lora无线通信模块发送的抬动变形位移数据进行分析处理并保存，再采用ACK机制回传一个确认数据包；D、利用lora无线通信模块根据步骤C中所述数据处理模块回传的确认数据包采用FIFO先进先出队列算法对步骤A中所述位移传感器采集的抬动变形位移数据进行处理，完成远距离无线抬动微位移监测。进一步地，所述步骤B中采用lora载波监听多路访问冲突避免的网络监听传输模式具体为：在发送数据包前利用lora无线通信模块监听是否有其它lora无线通信模块正在占用信道传输数据；若有，则不发送数据包并等待预设周期后再次监听；若没有，则利用lora无线通信模块发送数据包。进一步地，所述步骤B中数据包采用CRC循环冗余校验。进一步地，所示步骤C中利用所述数据处理模块接收步骤B中所述lora无线通信模块发送的抬动变形位移数据进行分析处理具体为：利用数据处理模块对抬动变形位移数据进行记录、显示、报警、报表打印、曲线生成。进一步地，所述步骤D中采用FIFO先进先出队列算法对步骤A中所述位移传感器采集的抬动变形位移数据进行处理具体为：将步骤A中所述位移传感器采集的抬动变形位移数据缓存进FIFO缓冲池，根据确认数据包从FIFO缓冲池中删除与该确认数据包对应的抬动变形位移数据。本专利技术的有益效果是：本专利技术综合运用无线网络技术、电子测量技术、嵌入式计算机技术、组态软件技术以及全触摸屏技术，对灌浆施工现场的抬动变形位移量进行实时监测；多路位移传感器分别将各自监测到的实时抬动变形位移量以无线数字信号的形式发送到数据处理模块的对应通道，数据处理模块对采集到的信号数据进行分析处理，完成抬动变形数据的记录、显示、报警、报表打印、曲线生成以及U盘电子存档等功能，从而避免了铺设电缆线带来的相关问题，安装简便，有效适应了工作现场强烈的工频干扰和冲击谐波干扰，大大提高了灌浆施工抬动监测的可靠性。附图说明图1是本专利技术的基于lora的远距离无线抬动微位移监测系统结构示意图。图2是本专利技术的基于lora的远距离无线抬动微位移监测方法流程示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，为本专利技术的基于lora的远距离无线抬动微位移监测系统结构示意图。一种基于lora的远距离无线抬动微位移监测系统，包括多个位移传感器、多个与所述位移传感器一一对应设置的lora无线通信模块及数据处理模块。本专利技术的N个位移传感器用于实时采集灌浆过程中的抬动变形位移数据；位移传感器的安装方法与普通机械百分表的安装方法相同，安装过程中应该随时监测位移传感器的初始值读数；如果采用压缩式传感头安装方式，读数值在800μm左右为宜；如果采用拉伸式传感头安装方式，读数值在1200um左右为宜。启动前的读数值为位移传感器的安装初值。位移传感器必须得到最为独特的重视和保护。由于其本身所具备的高精度的特性，致使轻微的碰触都会造成很大的波动，甚至引发报警而影响灌浆作业，所以请务必要配备全密封保护罩，以防止高压水枪激射、钻机等重型机械移动触碰、人为无知因素触碰导致的传感器损毁。位移传感器使用的干电池为可充放电大容量电池，需在停止灌浆工作后及时进行充电，以满足持续较长时间的抬动观测需要。本专利技术的lora无线通信模块用于将所述位移传感器采集的抬动变形位移数据采用lora无线传输方式发送至数据处理模块。本专利技术的数据处理模块，用于接收所述lora无线通信模块发送的抬动变形位移数据，对抬动变形位移数据进行分析处理并保存；为了实现利用lora无线通信模块进行无线数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于lora的远距离无线抬动微位移监测系统，其特征在于，包括：多个位移传感器，用于实时采集灌浆过程中的抬动变形位移数据；多个lora无线通信模块，分别与所述位移传感器一一对应设置，用于将所述位移传感器采集的抬动变形位移数据采用lora无线传输方式发送至数据处理模块；数据处理模块，用于接收所述lora无线通信模块发送的抬动变形位移数据，对抬动变形位移数据进行分析处理并保存。

【技术特征摘要】
1.一种基于lora的远距离无线抬动微位移监测系统，其特征在于，包括：多个位移传感器，用于实时采集灌浆过程中的抬动变形位移数据；多个lora无线通信模块，分别与所述位移传感器一一对应设置，用于将所述位移传感器采集的抬动变形位移数据采用lora无线传输方式发送至数据处理模块；数据处理模块，用于接收所述lora无线通信模块发送的抬动变形位移数据，对抬动变形位移数据进行分析处理并保存。2.如权利要求1所述的基于lora的远距离无线抬动微位移监测系统，其特征在于，还包括与所述数据处理模块连接的触摸显示屏；所述触摸显示屏用于接收所述数据处理模块发送的数据并进行显示。3.如权利要求2所述的基于lora的远距离无线抬动微位移监测系统，其特征在于，还包括与所述数据处理模块连接的USB接口；所述USB接口用于导出所述数据处理模块保存的抬动变形位移数据。4.如权利要求3所述的基于lora的远距离无线抬动微位移监测系统，其特征在于，还包括与所述数据处理模块连接的打印机接口；所述打印机接口用于接收所述数据处理模块发送的数据并进行打印。5.如权利要求4所述的基于lora的远距离无线抬动微位移监测系统，其特征在于，还包括与所述数据处理模块连接的声光报警器；所述声光报警器用于根据数据处理模块发送的报警信号进行报警。6.一种基于lora的远距离无线抬动微位移监测方法，其特征在于，包括以下步骤：A、利用位移传感器分别实时采集灌浆过程中的抬动变形位移数据；B、利用lora无线通信模块采用lora载波监听多路访问冲突避免的网络监听传输模式将步骤A中所述位移传感器采集的抬动变形位移数据以数据包的形式发送...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾宝良，罗熠，余学农，李斌，王励，吴楠，王路，柏龙君，张慧，余仁勇，
申请(专利权)人：武汉长江仪器自动化研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42