一种深基坑地下水位远程监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种深基坑地下水位远程监测系统，包括上位机、下位机、数据库和服务器；数据库与服务器连接；下位机通过运营商网络与服务器连接；上位机与服务器连接；下位机包括太阳能电池板、机箱、天线、供电模块、数据处理模块、无线模块、激光传感器、底座、激光反射板和单片机；天线与无线模块连接，无线模块通过天线和运营商网络与服务器连接；激光反射板通过连接线与底座连接；激光反射板与激光传感器连接；供电模块与太阳能电池板连接；单片机分别与数据处理模块和无线模块连接；数据处理模块与激光传感器连接。本系统将物联网与深基坑地下水位监测技术结合，实现数据的采集、传输、分析一体化，实现远程监测，实时性好。

A Remote Monitoring System for Groundwater Level of Deep Foundation Pit

The invention discloses a remote monitoring system for groundwater level in deep foundation pit, which includes upper computer, lower computer, database and server; connection between database and server; connection between lower computer and server through operator network; connection between upper computer and server; lower computer includes solar panels, chassis, antenna and power supply module. Data processing module, wireless module, laser sensor, base, laser reflector and single chip computer; antenna and wireless module are connected, wireless module is connected with server through antenna and operator network; laser reflector is connected with base through connection line; laser reflector is connected with laser sensor; power supply module is connected with Taiyuan. The solar panel is connected; the single chip computer is connected with data processing module and wireless module respectively; and the data processing module is connected with the laser sensor. This system combines the Internet of Things with the groundwater level monitoring technology of deep foundation pit, realizes the integration of data acquisition, transmission and analysis, realizes remote monitoring, and has good real-time performance.

【技术实现步骤摘要】
一种深基坑地下水位远程监测系统
本专利技术属于深基坑工程监测领域，具体是一种深基坑地下水位远程监测系统。
技术介绍
目前，若深基坑工程地域的地下水位较高，在地下结构的施工阶段，需要采取措施降低地下水位，以满足地下结构施工阶段的施工环境要求。现有技术中，由于相邻降水井之间有一定的距离，两相邻降水井中间部位的地下水位标高均采用理论计算值，《地下防水工程质量验收规范》规定基坑内的设计降水水位应低于基坑底面0.5m，因此，需要对地下水位进行严格检测和控制。现有技术是通过在围护结构外侧设置水位观测孔来实现的，在水位观测孔中设置有PPR管，然后将水位测量仪的两个测量电极下放到PPR管中，通过观察两个电极是否接触水位后导通，得到下放电极的深度，来确定地下水位的高度。在文献《黄土地区深基坑地下水位监测与分析》中对于地下水位测量是采用仪器钢尺水位计(SWJ-90型)，其每次测量时都需要人在施工现场按使用说明进行操作，这种水位测量机构存在人为误差因素较大、人工成本较高、人为测量频率低、不能实时反映深基坑地下水位变化的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是，提供一种深基坑地下水位远程监测系统。本专利技术解决所述技术问题的技术方案是，提供一种深基坑地下水位远程监测系统，其特征在于该系统包括上位机、下位机、数据库和服务器；所述数据库与服务器连接；所述下位机通过运营商网络与服务器连接；所述上位机与服务器连接；所述下位机包括太阳能电池板、机箱、天线、供电模块、数据处理模块、无线模块、激光传感器、底座、激光反射板和单片机；所述机箱固定在底座上；所述太阳能电池板、天线、供电模块、数据处理模块、无线模块、激光传感器和单片机安装在机箱上；所述天线与无线模块连接，无线模块通过天线和运营商网络与服务器连接；所述激光反射板通过连接线与底座连接；所述激光反射板与激光传感器连接；所述供电模块与太阳能电池板连接，用于存储太阳能电池板采集的电量；所述供电模块分别与数据处理模块、无线模块、激光传感器和单片机连接，为其供电；所述单片机分别与数据处理模块和无线模块连接；所述数据处理模块与激光传感器连接。与现有技术相比，本专利技术有益效果在于：(1)本系统将物联网与深基坑地下水位监测技术结合，实现数据的采集、传输、分析一体化，实现远程监测，实时性好，大大提高了监测的效率。(2)上位机和下位机可相互通信，无需人工每天现场检查，只需安装后按下工作开关，通过上位机即可实时得到深基坑地下水位的变化情况，并根据情况做出相应的调整，确保整个施工过程的安全，节省了基坑监测的人工成本。(3)测量精度高，可达1mm。(4)监测周期短、测量频率高且可通过上位机远程控制单次测量周期，单次测量周期最低可以达到1s，克服了人为测量频率低，不能实时反映深基坑地下水位变化等问题。(5)测量数据不仅包括地下水位的位移，同时也包含下位机的电源电量信息，通过电源电量信息预估下位机工作的有效时间。(6)下位机电源是由太阳能电池板和供电模块提供，有阳光时太阳能电池板会自生电并将多于电量存储到供电模块中，因此即使没有阳光，该下位机也可工作，无需施工现场在另接电源，使测量更为简单。附图说明图1为本专利技术深基坑地下水位远程监测系统一种实施例的系统架构图；图2为本专利技术深基坑地下水位远程监测系统一种实施例的下位机整体结构轴测图；图3为本专利技术深基坑地下水位远程监测系统一种实施例的下位机主视示意图；图4为本专利技术深基坑地下水位远程监测系统一种实施例的下位机内部结构的俯视示意图；图5为本专利技术深基坑地下水位远程监测系统一种实施例的下位机供电模块连接示意图；图6为本专利技术深基坑地下水位远程监测系统一种实施例的下位机单片机连接示意图；(图中：1、下位机；2、运营商网络；3、数据库；4、服务器；5、手机；6、PC；101、太阳能电池板；102、机箱；103、工作指示灯；104电源指示灯；105供电模块充电口；106、工作开关；107、天线；108、供电模块；109、天线接线端口；110、数据处理模块；111、无线模块；112、激光传感器接收端；113、激光传感器发射端；114、激光传感器；115、底座；116、激光反射板；117、连接线；118、单片机)具体实施方式下面给出本专利技术的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本专利技术，不限制本申请权利要求的保护范围。本专利技术提供了一种深基坑地下水位远程监测系统(简称系统，参照图1-6)，其特征在于该系统包括上位机、下位机1、数据库3和服务器4；所述数据库3与服务器4连接；所述下位机1通过运营商网络2与服务器4连接，将下位机1测量的数据经服务器4保存到数据库3中；所述上位机与服务器4连接；所述服务器4与下位机1双向通信进行数据的相互发送与接收；数据库3用于保存数据；所述上位机是PC6或手机5，通过软件应用程序访问数据库3读出需要的数据。所述下位机1包括太阳能电池板101、机箱102、天线107、供电模块108、数据处理模块110、无线模块111、激光传感器114、底座115、激光反射板116和单片机118；所述机箱102固定在底座115上；所述太阳能电池板101固定在机箱102顶部；所述供电模块108、数据处理模块110、无线模块111和单片机118放置在机箱102内部，激光传感器114放置在机箱102底部；所述天线107安装在机箱102上，与无线模块111连接，无线模块111通过天线107和运营商网络2与服务器4连接；所述激光反射板116通过连接线117与底座115连接，连接线117的作用是测量工作结束时将激光反射板116从井中拿出来；所述激光反射板116与激光传感器114连接；所述太阳能电池板101与供电模块108连接；所述供电模块108用于存储太阳能电池板101采集的电量，分别与数据处理模块110、无线模块111、激光传感器114和单片机118连接，为其供电；所述单片机118分别与数据处理模块110和无线模块111连接；所述数据处理模块110与激光传感器114连接。所述下位机1还包括工作指示灯103、电源指示灯104、供电模块充电口105、工作开关106和天线接线端口109；所述工作指示灯103、电源指示灯104、供电模块充电口105、工作开关106位于机箱102的前面板上，天线接线端口109位于机箱102的右面板上；所述供电模块108通过工作开关106分别与电源指示灯104、数据处理模块110、无线模块111、激光传感器114和单片机118连接，为其供电；所述工作指示灯103与单片机118连接；供电模块108通过供电模块充电口105与太阳能电池板101连接；天线107通过天线接线端口109与无线模块111连接。所述数据库3采用MySQL数据库；所述服务器4采用阿里云服务器；所述单片机118采用STM32单片机；所述供电模块108采用充电电池；所述运营商网络2采用4G网络。本专利技术深基坑地下水位远程监测系统的工作原理和工作流程是：首先将激光反射板116放置在地下水位观测井中的水面上，通过连接线117与底座115连接在一起，底座115放置在观测井口，太阳能电池板101会给供电模块108充电。即测量地下水位距离深基坑观测井井口的距离。按下工作开关106，此时电源本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深基坑地下水位远程监测系统，其特征在于该系统包括上位机、下位机、数据库和服务器；所述数据库与服务器连接；所述下位机通过运营商网络与服务器连接；所述上位机与服务器连接；所述下位机包括太阳能电池板、机箱、天线、供电模块、数据处理模块、无线模块、激光传感器、底座、激光反射板和单片机；所述机箱固定在底座上；所述太阳能电池板、天线、供电模块、数据处理模块、无线模块、激光传感器和单片机安装在机箱上；所述天线与无线模块连接，无线模块通过天线和运营商网络与服务器连接；所述激光反射板通过连接线与底座连接；所述激光反射板与激光传感器连接；所述供电模块与太阳能电池板连接，用于存储太阳能电池板采集的电量；所述供电模块分别与数据处理模块、无线模块、激光传感器和单片机连接，为其供电；所述单片机分别与数据处理模块和无线模块连接；所述数据处理模块与激光传感器连接。

【技术特征摘要】
1.一种深基坑地下水位远程监测系统，其特征在于该系统包括上位机、下位机、数据库和服务器；所述数据库与服务器连接；所述下位机通过运营商网络与服务器连接；所述上位机与服务器连接；所述下位机包括太阳能电池板、机箱、天线、供电模块、数据处理模块、无线模块、激光传感器、底座、激光反射板和单片机；所述机箱固定在底座上；所述太阳能电池板、天线、供电模块、数据处理模块、无线模块、激光传感器和单片机安装在机箱上；所述天线与无线模块连接，无线模块通过天线和运营商网络与服务器连接；所述激光反射板通过连接线与底座连接；所述激光反射板与激光传感器连接；所述供电模块与太阳能电池板连接，用于存储太阳能电池板采集的电量；所述供电模块分别与数据处理模块、无线模块、激光传感器和单片机连接，为其供电；所述单片机分别与数据处理模块和无线模块连接；所述数据处理模块与激光传感器连接。2.根据权利要求1所述的深基坑地下水位远程监测系统，其特征在于所述上位机是PC或手机。3.根据权利要求1所述的深基坑地下水位远程监测系统，其特征在于所述太阳能电池板固定在机箱顶部；所述供电模块、数据处理模块、无线模...

【专利技术属性】
技术研发人员：张思祥，乔龙伟，周围，李思鸣，肖成志，刘杰，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12