本发明专利技术公开基于NB‑IoT的钢架结构安全监检测系统，跟随式传感器采集钢架结构的微应变值，温度传感器采集环境温度，A/D转换器将电信号转换成数字信号，经NB‑IoT模组、内置天线完成数据发送，由基站上传到服务器，云平台系统实时调用服务器上的数据，自动建立钢架结构安全数据库，实时报告钢架结构的安全状态，保护罩是防止跟随式传感器固定卡座及盒体被外力碰撞，以免影响数据的正常采集，采集终端现场安装时，由专用手机进行一系列操作，钢架结构异常时，专用手机对钢架结构进行录像拍照并上传，并对采集终端进行查检。服务器存储原始数据及云平台自动建立的系统数据库。云平台是数据处理平台，人机对话平台，自动建立钢架结构数据库及异常预警。
【技术实现步骤摘要】
基于NB-IoT的钢架结构安全监检测系统
本专利技术基于NB-IoT的钢架结构安全监检测系统，具体涉及一种基于NB-IoT的对各种钢架结构进行安全监测的物联网应用方案。
技术介绍
钢架结构建筑物，会因服役的持续而功能衰退，为了钢架结构建筑物的安全，业内对钢架结构的安全监测十分重视，并不断对监测方案进行升级优化。本专利技术涉及的技术方案包含两种技术，一种技术是应用NB-IoT网络进行数据传输，另一种技术是将传统的S型应变传感器进行特殊设计，拓展为专用的跟随式传感器。华为于2016年下半年推出了专为物联网量身定制的NB-IoT网络，其突出的优点是，低功耗、低成本、广覆盖、大容量，可以满足多种物联场景的应用。本专利技术是基于NB-IoT网络而研发的监检测系统，应用于对各种钢架结构的安全监测，如大型厂房、剧场、桥梁、超长跨度车站、机场航站楼、体育场馆、高压输电线铁塔、通信基站铁塔、工业管道等场景。本专利技术是：一种集数据采集、数据传输、数据处理及安全预警为一体的物联网应用方案；一种将传统应变传感器特殊设计的物联网应用方案，一种可与老版本安全监测系统很好融合的物联网应用方案；一种应用领域广泛，建设及运行成本较低，功耗较低而且自带电源可更换的物联网应用方案；全天候运行，智能化预警。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术存在的不足，提供了基于NB-IoT的钢架结构安全监检测系统。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：基于NB-IoT的钢架结构安全监检测系统，包括跟随式传感器、温度传感器、A/D转换器、微控制单元、NB-IoT模组、内置天线、电源、连接组件、盒体、保护罩、手机、基站、服务器及云平台。其中，跟随式传感器采集钢架结构的微应变值，温度传感器采集环境温度。A/D转换器将电信号转换成数字信号，经NB-IoT模组、内置天线完成数据发送，由基站上传到服务器，云平台系统实时调用服务器上的数据，自动建立钢架结构安全数据库，实时报告钢架结构的安全状态。传感器、电路板（电路板上诸多电器元件，包括温度传感器、A/D转换器、微控制单元、NB-IoT模组等）、内置天线、电源，皆有序嵌入盒体中，两种不同型号的连接组件分别将跟随式传感器及盒体组件与钢架结构连接在一起。跟随式传感器、温度传感器与电路板上的电器元件电性连接。保护罩是防止跟随式传感器固定卡座及盒体被外力碰撞，以免影响数据的正常采集。采集终端现场安装时，由专用手机进行一系列操作。钢架结构异常时，专用手机对钢架结构进行录像拍照并上传，并对采集终端进行查检。服务器存储原始数据及云平台自动建立的系统数据库。云平台是数据处理平台，人机对话平台，自动建立钢架结构数据库及异常预警。本专利技术与现有技术相比具有的有益效果是：钢架结构建筑物，其特性之一，会因服役的持续而功能衰退，如遇自然灾害（地震、强风、地质灾害、矿区采空）或人为破坏等因素，或将随时导致其失效，造成事故，遭受损失。本专利技术的采集终端能够通过跟随式传感器采集钢架结构的微应变值，所采集数据通过NB-IoT网络上传到云平台，云平台自动建立钢架结构数据库，判断钢架结构是否处于安全状态。本专利技术是随着NB-IoT网络的诞生而开发的全新钢架结构安全监测NB-IoT方案。本专利技术提供了一种安装便捷、低成本的安全监检测方案。随着本专利技术的推广应用，管理者足不出户，即可轻松准确的获得所管辖范围内的钢架结构安全状态信息。附图说明下面结合附图对本专利技术做进一步的说明。图1为本专利技术的功能模块图。图2为本专利技术中跟随式传感器的结构示意图。图3为本专利技术中跟随式传感器的俯视图。图4为本专利技术中跟随式传感器与钢架结构连接的示意图。图5为图4的侧视图。图6为图4的俯视图。图7为本专利技术中采集终端盒体结构示意图。图8为图7的侧视图。图9为本专利技术中采集终端安装效果图。图10为图9的侧视图。图11为图9的俯视图。图12为本专利技术中F固定卡座是固定跟随式传感器用的卡座结构示意图。图13为本专利技术中E固定卡座是固定采集终端盒体的卡座结构示意图。图14为本专利技术中跟随式传感器的电路图。具体实施方式如图1～图14所示，本专利技术基于NB-IoT的钢架结构安全监检测系统，包括跟随式传感器、温度传感器、A/D转换器、微控制单元、NB-IoT模组、内置天线、电源、连接组件、盒体、保护罩、手机、基站、服务器及云平台。其中，跟随式传感器采集钢架结构的微应变值，温度传感器采集环境温度。A/D转换器将电信号转换成数字信号，经NB-IoT模组、内置天线完成数据发送，由基站上传到服务器，云平台系统实时调用服务器上的数据，自动建立钢架结构安全数据库，实时报告钢架结构的安全状态。传感器、电路板（电路板上诸多电器元件，包括温度传感器、A/D转换器、微控制单元、NB-IoT模组等）、内置天线、电源，皆有序嵌入盒体中，两种不同型号的连接组件分别将跟随式传感器及盒体组件与钢架结构连接在一起。跟随式传感器、温度传感器与电路板上的电器元件电性连接。保护罩是防止跟随式传感器固定卡座及盒体被外力碰撞，以免影响数据的正常采集。采集终端现场安装时，由专用手机进行一系列操作。钢架结构异常时，专用手机对钢架结构进行录像拍照并上传，并对采集终端进行查检。服务器存储原始数据及云平台自动建立的系统数据库。云平台是数据处理平台，人机对话平台，自动建立钢架结构数据库及异常预警。所述跟随式传感器采集钢架结构的微应变值，应变极限是20000um/m。所述温度传感器采集环境温度。所述通信模块包括NB-IoT模组、内置天线、基站，NB-IoT模组通过内置天线与基站无线连接，将所测得微应变值及温度值上传到服务器。所述连接组件包括跟随式传感器固定卡座、盒体固定卡座、紧固卡箍、弹垫、紧固螺母。所述跟随式传感器，其两端与固定卡座通过紧固螺栓紧密连接，使跟随式传感器与两端的固定卡座成为一体。跟随式传感器与盒体柔性连接。所述跟随式传感器固定卡座，通过卡箍及防松螺母与钢架结构刚性连接，固定卡座与钢结构间形成的摩擦力，使得跟随式传感器与钢架结构紧密连接为一体。所述盒体，材料为高分子高强材料，盒体腔室柔性固定跟随式传感器，嵌装电路板并做防水密封处理，电源可更换并做防水密封处理。所述盒体固定卡座，通过卡箍及防松螺母与钢架结构连接，使盒体牢固的固定在钢结构上。所述保护罩，为高分子高强材料，其作用是，防止外力直撞跟随式传感器固定卡座及盒体，以免影响数据的正常采集。采集终端现场安装时，由专用手机进行测试。日常巡检时，专用手机对采集终端进行查检。所述云平台，解析并处理数据，自动建立钢结构数据库，以曲线、表格、柱状等图表述钢结构的安全状态及异常预警。本专利技术的功能模块图，包括跟随式传感器、温度传感器、A/D转换器、微控制单元、NB-IoT模组、内置天线、基站、服务器、云平台。跟随式传感器采集钢结构微应变所引起的电压变化量，经A/D转换，将采集到的电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于NB-IoT的钢架结构安全监检测系统，其特征在于，包括跟随式传感器、温度传感器、A/D转换器、微控制单元、NB-IoT模组、内置天线、电源、连接组件、盒体、保护罩、手机、基站、服务器及云平台，所述跟随式传感器采集钢架结构的微应变值，温度传感器采集环境温度，A/D转换器将电信号转换成数字信号，经NB-IoT模组、内置天线完成数据发送，由基站上传到服务器，云平台系统实时调用服务器上的数据，自动建立钢架结构安全数据库，实时报告钢架结构的安全状态，传感器、电路板、内置天线、电源，皆有序嵌入盒体中，连接组件分别将跟随式传感器及盒体组件与钢架结构连接在一起，跟随式传感器、温度传感器与电路板上的电器元件电性连接，保护罩是防止跟随式传感器固定卡座及盒体被外力碰撞，以免影响数据的正常采集，采集终端现场安装时，由专用手机进行一系列操作，钢架结构异常时，专用手机对钢架结构进行录像拍照并上传，并对采集终端进行查检，服务器存储原始数据及云平台自动建立的系统数据库，云平台是数据处理平台，人机对话平台，自动建立钢架结构数据库及异常预警。/n
【技术特征摘要】
1.基于NB-IoT的钢架结构安全监检测系统，其特征在于，包括跟随式传感器、温度传感器、A/D转换器、微控制单元、NB-IoT模组、内置天线、电源、连接组件、盒体、保护罩、手机、基站、服务器及云平台，所述跟随式传感器采集钢架结构的微应变值，温度传感器采集环境温度，A/D转换器将电信号转换成数字信号，经NB-IoT模组、内置天线完成数据发送，由基站上传到服务器，云平台系统实时调用服务器上的数据，自动建立钢架结构安全数据库，实时报告钢架结构的安全状态，传感器、电路板、内置天线、电源，皆有序嵌入盒体中，连接组件分别将跟随式传感器及盒体组件与钢架结构连接在一起，跟随式传感器、温度传感器与电路板上的电器元件电性连接，保护罩是防止跟随式传感器固定卡座及盒体被外力碰撞，以免影响数据的正常采集，采集终端现场安装时，由专用手机进行一系列操作，钢架结构异常时，专用手机对钢架结构进行录像拍照并上传，并对采集终端进行查检，服务器存储原始数据及云平台自动建立的系统数据库，云平台是数据处理平台，人机对话平台，自动建立钢架结构数据库及异常预警。
2.根据权利要求1所述的基于NB-IoT的钢架结构安全监检测系统，其特征在于，所述跟随式传感器采集钢架结构的微应变值，应变极限是20000um/m。...
【专利技术属性】
技术研发人员：高三平，高迪，高于涵，
申请(专利权)人：山西隆兴创高电器设备有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14
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