基于互联网的锚具应力监测系统技术方案

本实用新型专利技术提出一种基于互联网的锚具应力监测系统，包括应力传感器、信息联合汇总单元、网关单元、云端服务器和用户端，所述信息联合汇总单元通过无线通信与待监测区域内的应力传感器连接，监测各应力传感器的电池供电情况及应力数据采集情况，以及处理各应力传感器所采集的数据，并协同相应的应力传感器自组网，最终将各传感器节点相关应力数据发射到网关，网关发射至云端平台，最终发送到用户端。使相关测点可长期在人员不易接近的恶劣甚至危险环境中运行，形成可长期工作、无人监守、大数据物联网监控系统。

Anchorage stress monitoring system based on Internet

【技术实现步骤摘要】
基于互联网的锚具应力监测系统
本技术涉及应力监测系统领域，尤其是涉及一种基于互联网的锚具应力监测系统。
技术介绍
预应力锚索是高陡边坡支档加固的主要技术手段，目前已被大规模应用到道路、桥梁、建筑、矿山等各类建设中，以广东省为例，1997-2007年十年间使用锚索总长已超过100万延米，随着国民经济领域进一步发展和我国一带一路的开展，应用规模还将呈现更大规模的发展。锚索工作应力受到锚土共同作用、锚索材料受环境地质条件及金属腐蚀作用均使锚固应力变化，影响其长期服役性能，为确保工程的安全，首先即需对锚索应力进行监测。目前国内外使用普遍的成熟检测技术共有两种：一是采用拉拔法，即对选定锚索、加装可加力的拉拔油缸，人工操作检测锚索现存拉拔力；二是在锚索初次安装时加装振弦或应变式测力计与锚具一同封固，待日后以仪表人工读数分析。上述两方法，除人工操作费时费力外，其操作成本也高导致无法大量采用。故现标准只能对边坡锚固点的5％进行抽测，测量点数和监测年限都非常有限，如何扩大监测点容量建立远程自动监控的大数据系统不但对于新建工程有益，也对于超过检测年限的在役工程有益。总之，对锚索预应力进行应力监测是当前相关学术界关心热点及施工营运与管理部门最为关注的焦点。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决现有技术中的问题，提出一种基于互联网的锚具应力监测系统，本技术采用的技术方案如下：一种基于互联网的锚具应力监测系统，包括：应力传感器，所述应力传感器设于待监测区域的锚索上，应力传感器上设有无线信号传输模块；信息联合汇总单元，所述信息联合汇总单元通过无线通信与待监测区域内的应力传感器连接，监测各应力传感器的电池供电情况及应力数据采集情况，以及处理各应力传感器所采集的数据，并协同相应的应力传感器自组网；网关单元，与所述各应力传感器组网连接收集其采集的应力数据，并通过无线网络将所收集的应力数据发送给云端服务器，所述云端服务器将收集的应力数据发送至用户端，以便于用户在用户端对所收集的应力数据进行监控和处理。进一步地，所述应力传感器包括供电电池、MCU和无线信号传输模块，所述无线信号传输模块为LORAWAN模块。进一步地，所述应力传感器设为环形结构，通过其环孔套设在锚索上。进一步地，所述供电电池采用ER26500一次性锂电池。进一步地，所述信息联合汇总单元与所述应力传感器之间通过无线电频段实现无线连接。进一步地，所述各传感器间的自组网包括逐级组网、跳级组网以及多跳级组网。进一步地，所述网关单元设有8个通道，每通道可同时收发多个数据。进一步地，所述网关单元采用交流电供电或太阳能板供电或蓄电池供电。本技术的有益效果是：本技术一种基于互联网的锚具应力监测系统，在待监测区域开放无线电频段近距离信息联合汇总，汇聚每一应力测量节点数据，实现锚具应力数据采集和传感器相关数据的基本处理，并协同不同应力传感器自组网，最终将各传感器节点相关应力数据发射到网关，网关发射至云端平台，最终发送到用户端。使相关测点可长期在人员不易接近的恶劣甚至危险环境中运行，形成可长期工作、无人监守、大数据物联网监控系统。附图说明附图是用来提供对本技术的进一步理解，并构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本技术，但不应构成对本技术的限制。在附图中，图1：本技术实施例中一种基于互联网的锚具应力监测系统的结构框图；图2：本技术实施例中一种基于互联网的锚具应力监测系统的应力传感器的结构框图；图3：本技术实施例中一种基于互联网的锚具应力监测系统的的应力传感器逐级组网示意图；图4：本技术实施例中一种基于互联网的锚具应力监测系统的的应力传感器跳级组网示意图；图5：本技术实施例中一种基于互联网的锚具应力监测系统的的应力传感器多跳级组网示意图.各部件名称及其标号100、应力传感器；200、信息联合汇总单元；300、网关单元；400、云端服务器；500、用户端；101、无线信号传输模块；102、MCU；103、供电电池。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本技术，并不用于限制本技术。请参照附图1-5所示，本技术的实施例公开一种基于互联网的锚具应力监测系统，包括：应力传感器100，所述应力传感器100设于待监测区域的锚索上，应力传感器100上设有无线信号传输模块101；信息联合汇总单元200，所述信息联合汇总单元200通过无线通信与待监测区域内的应力传感器100连接，监测各应力传感器100的电池供电情况及应力数据采集情况，以及处理各应力传感器100所采集的数据，并协同相应的应力传感器100自组网；网关单元300，与所述各应力传感器100组网连接收集其采集的应力数据，并通过无线网络将所收集的应力数据发送给云端服务器400，所述云端服务器400将收集的应力数据发送至用户端500，以便于用户在用户端500对所收集的应力数据进行监控和处理。所述应力传感器100用于检测锚索上的应力参数，因此，该应力传感器100包括供电电池103、MCU102和无线信号传输模块101，所述无线信号传输模块101为LORAWAN模块。该应力传感器100的主体设为环形结构，通过其环孔套设在锚索上，从而方便应力传感器100布设时的安装工作。具体的，该应力传感器100采用φ70*φ90*15mm的小尺寸设计，其量程20-200T，输出0.5-1mv/v，综合精度＜±1％，分辨率＞0.1％FS，可做到IP6、7级防护。供电电池103用于提供应力传感器100工作时的工作用电，包括检测用电、MCU102工作用电以及无线信号传输模块101工作用电。所述供电电池103采用ER26500一次性锂电池，具有3.6V的输出电压，9000mAh的电容量；ER26500一次性锂电池是新型厚膜敏感元件，其尺寸5*8*0.1mm，内阻20-70KΩ，灵敏系数GF＝10，工作温度-20-80℃，工作应变400-500*10-6。供电电池103及信号天线可全部装载内尺寸60*6*30mmIP6、8级防水盒中，安装在锚固端附近或天线外置，固封在水泥锚头内。所述无线信号传输模块101为LORAWAN模块。LORAWAN是LowPowerWideAreaNetwork,LPWAN的简称，即低功耗广域网，它是无线物联网技术中的其中一种，相比于传统的2.4GHz的WiFi，蓝牙、Zigbee等无线技术，LORAWAN具有最大程度地实现更长距离通信与更低功耗，同时还可节省额外的中继器成本。由于LORA是低功耗广域网LPWAN的新技术，具有低成本扩频抗干扰，微功耗，独特网络秘钥保证使用安全等特点，是低速0.3-37.5kbps传输中的最佳选择，属于自组网方式并能提供相应透明的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于互联网的锚具应力监测系统，其特征在于，包括：/n应力传感器，所述应力传感器设于待监测区域的锚索上，应力传感器上设有无线信号传输模块；/n信息联合汇总单元，所述信息联合汇总单元通过无线通信与待监测区域内的应力传感器连接，监测各应力传感器的电池供电情况及应力数据采集情况，以及处理各应力传感器所采集的数据，并协同相应的应力传感器自组网；/n网关单元，与所述各应力传感器组网连接收集其采集的应力数据，并通过无线网络将所收集的应力数据发送给/n云端服务器，所述云端服务器将收集的应力数据发送至/n用户端，以便于用户在用户端对所收集的应力数据进行监控和处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于互联网的锚具应力监测系统，其特征在于，包括：
应力传感器，所述应力传感器设于待监测区域的锚索上，应力传感器上设有无线信号传输模块；
信息联合汇总单元，所述信息联合汇总单元通过无线通信与待监测区域内的应力传感器连接，监测各应力传感器的电池供电情况及应力数据采集情况，以及处理各应力传感器所采集的数据，并协同相应的应力传感器自组网；
网关单元，与所述各应力传感器组网连接收集其采集的应力数据，并通过无线网络将所收集的应力数据发送给
云端服务器，所述云端服务器将收集的应力数据发送至
用户端，以便于用户在用户端对所收集的应力数据进行监控和处理。


2.根据权利要求1所述的基于互联网的锚具应力监测系统，其特征在于，所述应力传感器包括供电电池、MCU和无线信号传输模块，所述无线信号传输模块为LORAWAN模块。


3.根据权利要求2所述的基于互...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志强，谢毅宁，贝登荣，田卿燕，张青青，李清，张彦龙，骆志强，林海山，熊剑，戴巍，
申请(专利权)人：广东省高速公路有限公司，广东交科检测有限公司，广东华路交通科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44