一种地下工程施工期无线传输测量系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种地下工程施工期无线传输测量系统及方法，包括手持数据采集装置、数据桩、电线、数据中心；手持数据采集装置的可以放置在数据桩上，实现微距离无线充电、蓝牙数据传输、智能匹配功能；数据桩固定在地下工程的洞室或隧洞的交汇点，通过电线连接地面上的数据中心，实现数据传输和获取电能的作用。本发明专利技术用于地下工程施工期监测数据采集传输，能提高数据采集传输的效率和稳定性，实现采集传输过程的便捷和智能化。

Wireless transmission measurement system and method for underground engineering construction period

The invention discloses a construction period of underground engineering measurement system and method of wireless transmission, including handheld data acquisition device, data wire, pile, data center; handheld data acquisition device can be placed in the data of pile, realize the micro distance wireless charging, Bluetooth data transmission, intelligent matching function; data is fixed on the intersection of the underground pile engineering tunnel and tunnel, connecting the ground data center through the wire, realize data transmission and acquisition function of electric energy. The invention is used for monitoring data acquisition and transmission during the construction period of underground engineering, and can improve the efficiency and stability of data acquisition and transmission, and realize the convenience and intelligence of the acquisition and transmission process.

【技术实现步骤摘要】
一种地下工程施工期无线传输测量系统及方法
本专利技术涉及地下工程施工期无线传输测量系统，尤其是能便于充电，快速采集传输施工期监测数据的无线传输测量系统。
技术介绍
传统的地下工程施工期监测数据采集过程，测量人员需要携带各种数据传输线、记录本，对监测仪器需要人工识别，对监测数据需要人工记录、整理和上报。这种现场采集和后期数据整理的工作方式效率低、耗时长。受地下工程施工期现场环境制约，采集、整理得到的数据稳定性较差、出错率高，设备受地下环境限制、潮湿封闭，采集设备无法便捷充电和进行数据汇总。同时，工程管理人员无法及时了解监测数据变化情况，难以及时发现工程异常。随着电子计算机、无线通讯、传感器及自动化控制技术的不断发展，工程监测领域得到了长足的发展。工程施工期监测数据采集系统借助现有新技术，将电力线通信技术、无线充电技术应用于地下工程施工期监测数据的采集，实现地下工程施工期监测数据便携、非接触式、快速智能采集、上报的目的。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种地下工程施工期无线传输测量系统及方法，能高效的用于地下工程施工期监测数据采集、整理和智能上报的无线传输测量系统，提高地下工程监测数据采集分析的效率和智能化。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术提供一种地下工程施工期无线传输测量系统，包括手持数据采集装置、数据桩、电线、数据中心；手持数据采集装置的可以放置在在数据桩上的充电区域，实现微距离无线充电和蓝牙数据传输；数据桩固定在地下工程洞室或隧洞的交汇点，通过电线连接地下工程外部地面的数据中心，实现数据传输和获取电能的作用。作为优选，所述的手持数据采集装置包括接线柱、采集模块、电源模块、电能接收模块、蓝牙模块；接线柱、电源模块、电能接收模块、蓝牙模块与采集模块连接，受采集模块控制；采集数据时，操作人员将临时埋设的监测设备接线连接接线柱，通过采集模块控制，采集数据，并进行临时存储；当采集工作完成时，将若干手持数据采集装置集中，放置在数据桩上，通过蓝牙将数据传输给数据桩，通过电能接收模块获取电能，给电源模块充电。作为优选，所述的数据桩包括电能发射模块、蓝牙模块、电力猫模块、外部保护壳；电力猫模块通过电力线通信技术(PLC)将数据桩收集的监测数据通过电线传输到地面上的数据中心；电能发射模块接受电线的电能，通过微距离无线充电技术实现给手持式无线测量设备充电的功能。作为优选，所述的数据中心站包含数据汇集分析平台、电力猫模块；所述的电力猫模块获取电线传输的数据，并发送到数据汇集分析平台，用于地下工程监测数据的分析监控管理工作。作为优选，所述的无线传输测量系统可兼容220V和380V电压；数据采集装置和数据桩的外部保护壳接缝填充水密封胶，电路板涂有防水漆，具有防水、耐热、耐冲击破坏作用；数据桩有USB充电接口，可以给施工人员手机等设备充电；数据桩的充电区域下部有led灯，可以显示充电进程，并起到照明作用；数据桩含有语音电话，可以通过电线传输音频信息，实现与数据中心的通讯，同时有紧急按钮，地下工作人员在紧急情况下可点击向数据中心发送警报，进行呼救。一种地下工程施工期无线传输测量系统的传输测量方法，包括以下流程：流程1，系统布置：数据中心布置于地下工程地面通道出口的外部地面，地面平坦且相对周边区域较高，以便于布置设备和排除积水；电线采用防水电线，架设在洞壁上，距离洞室地面高度大于1.5m；数据桩布置于地下工程洞室进口或多条洞室的交汇处，充电桩外部保护壳为不锈钢金属材质，有接地；充电桩上部充电区域为亚克力透明面板，防水耐磨损；流程2，数据采集：测量人员携带手持数据采集装置，在地下工程各部位，将临时监测设备的接线连接在手持数据采集装置的接线柱上，进行数据采集；当完成所有部位的采集工作后，将手持数据采集装置放置在数据桩的充电区域内；流程3，设备充电：数据桩通过蓝牙模块与手持数据采集装置配对连接，获得手持数据采集装置的剩余电量，当剩余电量小于总电量的25%时，启动电能发射模块，给手持数据采集装置进行充电，每个对应的充电区域有5点led灯泡，1点亮、2点亮、3点亮、4点亮、5点亮对应电能为[0%,20%]、（20%,40%]、（40%,60%]、（60%,80%]、（80%,100%]五个区间；充电时led灯在亮和灭之间闪烁，充满时5点全亮，无设备充电时为五点全灭；流程4，数据蓝牙传输和数据电线传输：在充电的同时，手持数据采集装置与数据桩进行蓝牙通讯，实现数据传输；流程5，关系设定、自动配对、关系共享：流程5.1手持数据采集装置首次对某支监测设备进行采集时，工作人员可以设定此支仪器的测点名称、位置、后期整编处理参数等信息，实现关系设定；流程5.2每次手持数据采集装置通过蓝牙将数据传输完毕后，手持数据采集装置会留下最后两次的采集数据，当下一次再次连接某支仪器时，手持数据采集装置通过对比历史两次数据和最新一次数据，实现最新数据的智能归类，归类方法如下：n支仪器的前两次测值分别为：a1、b1；a2、b2；a3、b3；…….；an、bn，可表示为ax，bx，x=1,……,n。当测量到某支仪器测值为cx时，计算匹配程度，依据极大似然规律，认为最新数据会沿着历史数据的变化方向，最有可能落在bx+(bx-ax)处，以ax，bx和bx+(bx-ax)/为三个点，建立正态分布概率密度分布，分为正向和负向两情况，得到cx和n支仪器历史数据的匹配程度；当操作人员通过手持数据采集装置获得数据后，在手持数据采集装置上，显示屏按照匹配程度，从大到小从第二行开始显示各支仪器名称，第一行显示为新建仪器；操作人员通过手持数据采集装置的上下按键选择某一行，建立监测数据和仪器名称、参数等信息的自动配对；流程5.3，当多台手持数据采集装置将数据传输给数据桩后，数据桩将关系设定或自动配对信息汇总，当某台手持数据采集装置缺少某几支仪器的关系信息时，数据桩将这些信息传输回手持数据采集装置中，当某台手持数据采集装置首次采集遇到一支新的仪器，同时此支新的仪器被其他手持数据采集装置采集过数据，通过关系共享，避免了重新设定，提高了效率；流程五，分析中心分析：数据桩和分析中心通过内置的电力猫模块和电线进行数据传输，数据整编处理、语音通讯，发送警报。有益效果：针对传统监测采集设备需要用插座充电或换电池提供电能，复杂、缺少便捷性、充电不安全、数据信息管理不智能的问题，本专利技术通过无线充电方法，使得的充电过程避免了电源接口外露，在潮湿环境下造成的危险性；充电只需要将设备放置在充电桩上，在地下工程的黑暗或阴暗环境下也便于操作；针对传统地下工程由于位于封闭空间，数据传输需要单独设置线路的问题，采用电力猫模块实现了电力和信号的共同传输，提高了传输效率，降低了成本；通过智能化的关系设定和共享，实现了新数据的智能归类；将多种技术结合，用于地下工程施工期监测数据采集，能提高数据采集传输的效率、智能性及采集系统的稳定性。附图说明图1为一种地下工程施工期无线传输测量系统布置示意图。图2为数据桩和手持数据采集装置的充电时放置位置示意图。图3为传输测量过程示意图。图4为监测数据的概率密度分布示意图（正向）。图5为监测数据的概率密度分布示意图（负向）。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作更进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地下工程施工期无线传输测量系统，包括手持数据采集装置、数据桩、电线、数据中心；手持数据采集装置的可以放置在在数据桩上的充电区域，实现微距离无线充电和蓝牙数据传输；数据桩固定在地下工程洞室或隧洞的交汇点，通过电线连接地下工程外部地面的数据中心，实现数据传输和获取电能的作用。

【技术特征摘要】
1.一种地下工程施工期无线传输测量系统，包括手持数据采集装置、数据桩、电线、数据中心；手持数据采集装置的可以放置在在数据桩上的充电区域，实现微距离无线充电和蓝牙数据传输；数据桩固定在地下工程洞室或隧洞的交汇点，通过电线连接地下工程外部地面的数据中心，实现数据传输和获取电能的作用。2.根据权利要求1所述的一种地下工程施工期无线传输测量系统，其特征在于，所述的手持数据采集装置包括接线柱、采集模块、电源模块、电能接收模块、蓝牙模块；接线柱、电源模块、电能接收模块、蓝牙模块与采集模块连接，受采集模块控制；采集数据时，操作人员将临时埋设的监测设备接线连接接线柱，通过采集模块控制，采集数据，并进行临时存储；当采集工作完成时，将若干手持数据采集装置集中，放置在数据桩上，通过蓝牙将数据传输给数据桩，通过电能接收模块获取电能，给电源模块充电。3.根据权利要求2所述的一种地下工程施工期无线传输测量系统，其特征在于，所述的数据桩包括电能发射模块、蓝牙模块、电力猫模块、外部保护壳；电力猫模块通过电力线通信技术(PLC)将数据桩收集的监测数据通过电线传输到地面上的数据中心；电能发射模块接受电线的电能，通过微距离无线充电技术实现给手持式无线测量设备充电的功能。4.根据权利要求3所述的一种地下工程施工期无线传输测量系统，其特征在于，所述的数据中心站包含数据汇集分析平台、电力猫模块；所述的电力猫模块获取电线传输的数据，并发送到数据汇集分析平台，用于地下工程监测数据的分析监控管理工作。5.根据权利要求4所述的一种地下工程施工期无线传输测量系统，其特征在于，所述的无线传输测量系统可兼容220V和380V电压；数据采集装置和数据桩的外部保护壳接缝填充水密封胶，电路板涂有防水漆，具有防水、耐热、耐冲击破坏作用；数据桩有USB充电接口，可以给施工人员手机等设备充电；数据桩的充电区域下部有led灯，可以显示充电进程，并起到照明作用；数据桩含有语音电话，可以通过电线传输音频信息，实现与数据中心的通讯，同时有紧急按钮，地下工作人员在紧急情况下可点击向数据中心发送警报，进行呼救。6.如权利要求5所述的一种地下工程施工期无线传输测量系统的传输测量方法，其特征在于，包括以下流程：流程1，系统布置：数据中心布置于地下工程地面通道出口的外部地面，地面平坦且相对周边区域较高，以便于布置设备和排除积水；电线采用防水电线，架设在洞壁上，距离洞室地面高度大于1.5m；数据桩布置于地下工程洞室进口或多条洞室的交汇处，充电桩外部保护壳为不锈钢金属材质，有接地；充电桩上部充电区域为亚克力透明面板，防水耐磨损；流程2，数据采...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨阳，何勇军，李卓，徐海峰，
申请(专利权)人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32