一种基于物联网技术的智慧边坡监控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于物联网技术的智慧边坡监控系统，主要包括边坡主体以及基于布里渊散射的分布式光纤传感系统，其中基于布里渊散射的分布式光纤传感系统主要由BOTDR主机和传导光纤构成；所述边坡主体的坡面铺设有护坡网，本实用新型专利技术当护坡网出现变形时，护坡网钢拉绳拉动横向承载拉绳产生局部形变，而横向承载拉绳的形变则可通过BOTDR主机和传导光纤所监测，此时整个护坡网的顶端拉伸力度便可被远端主机所监测到，从而实现变形或者受拉扯的情况的有效检测，整体无需进行传统的光纤埋设，整体施工难度更低。

Intelligent Slope Monitoring System Based on Internet of Things

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网技术的智慧边坡监控系统
本技术涉及边坡监测领域，尤其是涉及一种基于物联网技术的智慧边坡监控系统。
技术介绍
工程护坡有坡面防护和支挡结构防护两类。坡面防护常用的措施有灰浆或三合土等抹面、喷浆、喷混凝土、浆砌片石护墙、锚喷护坡、锚喷网护坡等。此类措施主要用以防护开挖边坡坡面的岩石风化剥落、碎落以及少量落石掉块等现象。所防护的边坡，应有足够的稳定性，对于不稳定的边坡则先支挡再防护。支挡结构的类型较多，如挡土墙、锚杆挡墙、抗滑桩等。这些支挡结构既有防护作用，又有加固坡体的作用。对于现有的护坡结构来说，护坡变形需要定期查验，整体不仅工程量大，而且检测效率低，尤其是护坡网检查更是困难，传统的目视难以察觉到局部变形情况。
技术实现思路
本技术为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。一种基于物联网技术的智慧边坡监控系统，主要包括边坡主体以及基于布里渊散射的分布式光纤传感系统，其中基于布里渊散射的分布式光纤传感系统主要由BOTDR主机和传导光纤构成；所述边坡主体的坡面铺设有护坡网，护坡网采用钢钎与边坡主体固定连接；所述边坡主体的顶面上采用螺栓固定设有一水平设置的设备盒，其中设备盒呈空心的长方体状结构；设备盒的前表面均匀的开设有与设备盒内腔相连通的线孔；所述护坡网的上边沿位置绑接固定有多根呈涨紧状的护坡网钢拉绳，所述护坡网钢拉绳的另一端从线孔传动穿至设备盒的内侧；所述BOTDR主机和传导光纤均设于设备盒内，设备盒内设有一水平设置的横向承载拉绳，且横向承载拉绳的两端采用螺栓固定在拉绳固定座上，拉绳固定座则采用螺栓固定在设备盒内；所述传导光纤呈水平向贴合并绑接在横向承载拉绳上，且BOTDR主机的脉冲光发射端与传导光纤的入射端相连接；所述护坡网钢拉绳位于设备盒内的一端绑接在横向承载拉绳上。当护坡网出现变形时，护坡网钢拉绳拉动横向承载拉绳产生局部形变，而横向承载拉绳的形变则可通过BOTDR主机和传导光纤所监测，具体监测原理是，BOTDR主机发射一定频率的脉冲光，该脉冲光自传导光纤的一端入射，入射的脉冲光与传导光纤中的声学声子发生相互作用后产生布里渊散射，其中的背向布里渊散射光沿光纤原路返回到脉冲光的入射端，进入BOTDR主机的受光部和信号处理单元，经过一系列复杂的信号处理可以得到光纤沿线的布里渊背散光的功率分布，发生散射的位置脉冲光的入射端，即至BOTDR主机的距离可以通过计算得到。之后按照上述的方法按一定间隔改变入射光的频率反复测量，就可以获得光纤上每个采样点的布里渊散射光的频谱图，如果光纤受到轴向拉伸，拉伸段光纤的布里渊频移就要发生改变，通过频移的变化量与光纤的应变之间的线性关系就可以得到应变量。光纤布里渊散射传感技术利用了光纤中布里渊散射光的频移变化量与光纤所受的轴向应变之间对应的线性关系，只要探测光纤中布里渊散射光的频移，就可以得应变在此区段上的数据，并用这种曲线来反映光纤应力应变特性，在监控计算机上显示出来。作为本技术进一步的方案：所述BOTDR主机的信号输出端通过RS485信号传输线连接无线AP通讯设备的信号接收端，利用无线AP通讯设备与远端主机实现通讯连接，从而实现远端主机的数据监测以及处理。作为本技术进一步的方案：所述设备盒采用工程塑料制成，整体可以减少对无线AP通讯设备造成屏蔽影响。作为本技术进一步的方案：所述BOTDR主机和无线AP通讯设备均连接220V交流供电电源。本技术的有益效果：本技术当护坡网出现变形时，护坡网钢拉绳拉动横向承载拉绳产生局部形变，而横向承载拉绳的形变则可通过BOTDR主机和传导光纤所监测，此时整个护坡网的顶端拉伸力度便可被远端主机所监测到，从而实现变形或者受拉扯的情况的有效检测，整体无需进行传统的光纤埋设，整体施工难度更低。本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术结构示意图；图2是本技术的局部结构示意图。图中：1-边坡主体、2-护坡网、3-钢钎、4-护坡网钢拉绳、5-设备盒、6-线孔、7-横向承载拉绳、8-拉绳固定座、9-传导光纤、10-BOTDR主机、11-无线AP通讯设备。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1～2，本技术实施例中，一种基于物联网技术的智慧边坡监控系统，主要包括边坡主体1以及基于布里渊散射的分布式光纤传感系统，其中基于布里渊散射的分布式光纤传感系统主要由BOTDR主机10和传导光纤9构成；所述边坡主体1的坡面铺设有护坡网2，护坡网2采用钢钎3与边坡主体1固定连接；所述边坡主体1的顶面上采用螺栓固定设有一水平设置的设备盒5，其中设备盒5呈空心的长方体状结构；设备盒5的前表面均匀的开设有与设备盒5内腔相连通的线孔6；所述护坡网2的上边沿位置绑接固定有多根呈涨紧状的护坡网钢拉绳4，所述护坡网钢拉绳4的另一端从线孔6传动穿至设备盒5的内侧；所述BOTDR主机10和传导光纤9均设于设备盒5内，设备盒5内设有一水平设置的横向承载拉绳7，且横向承载拉绳7的两端采用螺栓固定在拉绳固定座8上，拉绳固定座8则采用螺栓固定在设备盒5内；所述传导光纤9呈水平向贴合并绑接在横向承载拉绳7上，且BOTDR主机10的脉冲光发射端与传导光纤9的入射端相连接；所述护坡网钢拉绳4位于设备盒5内的一端绑接在横向承载拉绳7上。当护坡网7出现变形时，护坡网钢拉绳4拉动横向承载拉绳7产生局部形变，而横向承载拉绳7的形变则可通过BOTDR主机10和传导光纤9所监测，具体监测原理是，BOTDR主机10发射一定频率的脉冲光，该脉冲光自传导光纤9的一端入射，入射的脉冲光与传导光纤9中的声学声子发生相互作用后产生布里渊散射，其中的背向布里渊散射光沿光纤原路返回到脉冲光的入射端，进入BOTDR主机10的受光部和信号处理单元，经过一系列复杂的信号处理可以得到光纤沿线的布里渊背散光的功率分布，发生散射的位置脉冲光的入射端，即至BOTDR主机10的距离可以通过计算得到。之后按照上述的方法按一定间隔改变入射光的频率反复测量，就可以获得光纤上每个采样点的布里渊散射光的频谱图，如果光纤受到轴向拉伸，拉伸段光纤的布里渊频移就要发生改变，通过频移的变化量与光纤的应变之间的线性关系就可以得到应变量。光纤布里渊散射传感技术利用了光纤中布里渊散射光的频移变化量与光纤所受的轴向应变之间对应的线性关系，只要探测光纤中布里渊散射光的频移，就可以得应变在此区段上的数据，并用这种曲线来反映光纤应力应变特性，在监控计算机上显示出来。所述BOTDR主机10的信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于物联网技术的智慧边坡监控系统，主要包括边坡主体以及基于布里渊散射的分布式光纤传感系统，其中基于布里渊散射的分布式光纤传感系统主要由BOTDR主机和传导光纤构成；所述边坡主体的坡面铺设有护坡网，护坡网采用钢钎与边坡主体固定连接；其特征在于，所述边坡主体的顶面上采用螺栓固定设有一水平设置的设备盒，其中设备盒呈空心的长方体状结构；设备盒的前表面均匀的开设有与设备盒内腔相连通的线孔；所述护坡网的上边沿位置绑接固定有多根呈涨紧状的护坡网钢拉绳，所述护坡网钢拉绳的另一端从线孔传动穿至设备盒的内侧；所述BOTDR主机和传导光纤均设于设备盒内，设备盒内设有一水平设置的横向承载拉绳，且横向承载拉绳的两端采用螺栓固定在拉绳固定座上，拉绳固定座则采用螺栓固定在设备盒内；所述传导光纤呈水平向贴合并绑接在横向承载拉绳上，且BOTDR主机的脉冲光发射端与传导光纤的入射端相连接；所述护坡网钢拉绳位于设备盒内的一端绑接在横向承载拉绳上。

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网技术的智慧边坡监控系统，主要包括边坡主体以及基于布里渊散射的分布式光纤传感系统，其中基于布里渊散射的分布式光纤传感系统主要由BOTDR主机和传导光纤构成；所述边坡主体的坡面铺设有护坡网，护坡网采用钢钎与边坡主体固定连接；其特征在于，所述边坡主体的顶面上采用螺栓固定设有一水平设置的设备盒，其中设备盒呈空心的长方体状结构；设备盒的前表面均匀的开设有与设备盒内腔相连通的线孔；所述护坡网的上边沿位置绑接固定有多根呈涨紧状的护坡网钢拉绳，所述护坡网钢拉绳的另一端从线孔传动穿至设备盒的内侧；所述BOTDR主机和传导光纤均设于设备盒内，设备盒内设有一水平设置的横向承载拉绳，且横向承载拉绳的两端采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟胜，李卿旭，邴常远，刘志浩，管毓辉，何哲，
申请(专利权)人：烟台三维岩土工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37