一种建筑物沉降监测装置和监测系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种建筑物沉降监测装置和监测系统。监测装置用于安装在建筑物的监测点上，监测点设置在被监测的建筑物上；监测装置包括光发射器、光接收器、图像采集器、控制器和通信模块；光接收器用于接收外界发射的光源，并使其形成光斑图像；图像采集器用于采集形成在光接收器上的光斑图像；控制器用于将图像采集器采集的数据和监测点的身份信息通过通信模块发送出去。本实用新型专利技术具有成本适中、精度高的特点，有效解决了传统建筑物监测方法效率低下以及GPS定位监测价格昂贵的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种建筑物沉降监测装置和监测系统
本技术属于建筑物监测
，更具体地，涉及一种建筑物沉降监测装置和监测系统。
技术介绍
随着我国经济快速发展，综合实力的不断提升，一座座高楼大厦拔地而起，在基坑开挖过程中会给周围建筑带来巨大的安全隐患。因此需要对建筑物定期进行监测。传统的人工方法成本大，精确度低，制约因素较多。而利用GPS进行精确定位监测的成本太高。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本技术提供了一种建筑物沉降监测装置和监测系统，具有成本适中、精度高的特点，有效解决了传统建筑物监测方法效率低下以及GPS定位监测价格昂贵的问题。为实现上述目的，按照本技术的一个方面，提供了一种建筑物沉降监测装置，用于安装在建筑物的监测点上，监测点设置在被监测的建筑物上；监测装置包括光发射器、光接收器、图像采集器、控制器和通信模块；光接收器用于接收外界发射的光源，并使其形成光斑图像；图像采集器用于采集形成在光接收器上的光斑图像；控制器用于将图像采集器采集的数据和监测点的身份信息通过通信模块发送出去。在一些实施例中，监测装置还包括传感器，用于采集监测点的倾斜角数据；控制器还用于将传感器采集的数据通过通信模块发送出去。在一些实施例中，监测装置由金属防水材料构成，顶部是帽檐结构，底部是中空的容器结构，光发射器、光接收器、图像采集器、控制器、通信模块和传感器均设置在容器内。在一些实施例中，光发射器为点状激光器，光接收器为靶标，图像采集器为摄像头，控制器为ARM开发板，通信模块为无线通信模块。按照本技术的另一方面，提供了一种建筑物沉降监测系统，包括数据处理系统和安装在N个建筑物的监测点上的N个沉降监测装置，N个沉降监测装置分别标记为1,2,…,N，N为自然数，且N≥3，建筑物、监测点和沉降监测装置一一对应；N个监测点大致处在同一水平面内，N个沉降监测装置均按照相同的标准进行安装；每个沉降监测装置均包括：光发射器、光接收器、图像采集器、控制器和通信模块；沉降监测装置1的光发射器指向沉降监测装置2的光接收器，沉降监测装置2的光发射器指向沉降监测装置3的光接收器，依此类推，沉降监测装置N的光发射器指向沉降监测装置1的光接收器，形成一个闭合回路；在每个沉降监测装置内部，图像采集器对准光接收器，用于采集光接收器上的光斑图像，控制器用于将图像采集器采集的光斑图像和对应的监测点的身份信息通过通信模块发送到数据处理系统；数据处理系统用于将采集的每个监测点的光斑图像与其基准图像进行比较，计算光斑的位移量，得到该光斑来自的监测点相对于该监测点的沉降量。在一些实施例中，系统还包括参考监测点标定装置，用于对参考监测点进行标定，确定参考监测点的沉降量并将其发送至数据处理系统，参考监测点为从N个监测点中选取的一个监测点；数据处理系统还用于根据参考监测点的沉降量，确定其它监测点的沉降量。在一些实施例中，每个沉降监测装置还均包括传感器，用于采集对应的监测点的倾斜角度；控制器还用于控制传感器和图像采集器同步采集数据，并将传感器采集的倾斜角度与图像采集器采集的光斑图像和对应的监测点的身份信息一起通过通信模块发送到数据处理系统发送到数据处理系统。在一些实施例中，数据处理系统包括云服务器和处理器；云服务器用于接收来自控制器的倾斜角度与光斑图像和对应的监测点的身份信息，并将这些信息存入其数据库中；云服务器还用于接收来自参考监测点标定装置的参考监测点的沉降量。在一些实施例中，处理器用于将云服务器中的每个监测点的光斑图像与其基准图像进行比较，计算光斑的位移量，得到该光斑来自的监测点相对于该监测点的沉降量，并进一步根据云服务器中的参考监测点的沉降量，确定其它监测点的沉降量。在一些实施例中，系统还包括可视化界面；处理器还用于将获得的数据经过编号之后再次存入云服务器的数据库；可视化界面用于实时显示每个监测点的沉降量和倾斜角。在一些实施例中，处理器还用于在建筑物的沉降量或倾斜角超过设定阈值时，启动报警系统进行报警。在一些实施例中，参考监测点标定装置为全站仪。总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：基于物联网技术，使监测点围成一圈，形成闭环结构，利用倾角传感器和图像处理技术，实时测得建筑物的形变信息，实现了非接触式测量，并利用全站仪对监测点进行标定，保证测量准确性。本技术应用场景广泛，具有成本适中、精度高的特点。附图说明图1是本技术实施例的建筑物沉降监测装置的结构示意图；图2是本技术实施例的建筑物沉降监测装置的安装示意图；图3是本技术实施例的建筑物沉降监测系统的示意框图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。如图1所示，本技术实施例的建筑物沉降监测装置外形类似于房屋结构，由金属防水材料构成，顶部是帽檐结构，底部是方形中空结构。在中空结构内设置有监测装置的功能单元，具体包括：点状激光器、靶标、摄像头、倾角传感器、ARM开发板和无线通信模块。摄像头的镜头对准靶标，用于采集靶标上的激光光斑图像。倾角传感器用于采集监测点的倾斜角数据。ARM开发板用于控制摄像头与倾角传感器同步采集数据，并将采集的数据和监测对象的身份信息通过无线通信模块发送出去，以便进行数据处理。本技术实施例选取三个建筑物分别编号为A、B、C，如图2所示，在每个建筑物上各设置一个监测点，对应标记为监测点1、监测点2和监测点3，每个监测点处各安装一个建筑物沉降监测装置。监测点1的点状激光器指向监测点2的靶标，监测点2的点状激光器指向监测点3的靶标，监测点3的点状激光器指向监测点1的靶标。在一些实施例中，各个监测点具有相同的高度，也就是说，各个监测点处在同一水平面内。在一些实施例中，任意两个监测点的距离不超过50米。在一些实施例中，利用全站仪对其中一个监测点持续进行标定，保证监测准确性。如图3所示，工作时，监测点1的点状激光器发射的激光光斑照射到监测点2的靶标上，监测点2的点状激光器发射的激光光斑照射到监测点3的靶标上，监测点3的点状激光器发射的激光光斑照射到监测点1的靶标上，形成一条闭合回路。在建筑物A对应的监测点1，安装在监测点1的监测装置内，摄像头采集靶标上的激光光斑图像，倾角传感器采集监测点的倾斜角数据，ARM开发板控制摄像头和倾角传感器同步采集数据，并将采集的数据和监测点编号打包后，通过4G通信模块发送到云服务器，存入云服务器的数据库中。类似地，在建筑物B对应的监测点2，安装在监测点2的监测装置内，ARM开发板将摄像头和倾角传感器同步采集的数据和监测点编号打包后，通过4G通信模块发送到云服务器，存入云服务器的数据库本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种建筑物沉降监测装置，其特征在于，用于安装在建筑物的监测点上，所述监测点设置在被监测的建筑物上；所述监测装置包括光发射器、光接收器、图像采集器、控制器和通信模块；所述光接收器用于接收外界发射的光源，并使其形成光斑图像；所述图像采集器用于采集形成在所述光接收器上的光斑图像；所述控制器用于将所述图像采集器采集的数据和所述监测点的身份信息通过所述通信模块发送出去。/n

【技术特征摘要】
1.一种建筑物沉降监测装置，其特征在于，用于安装在建筑物的监测点上，所述监测点设置在被监测的建筑物上；所述监测装置包括光发射器、光接收器、图像采集器、控制器和通信模块；所述光接收器用于接收外界发射的光源，并使其形成光斑图像；所述图像采集器用于采集形成在所述光接收器上的光斑图像；所述控制器用于将所述图像采集器采集的数据和所述监测点的身份信息通过所述通信模块发送出去。


2.如权利要求1所述的建筑物沉降监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括传感器，用于采集监测点的倾斜角数据；所述控制器还用于将所述传感器采集的数据通过所述通信模块发送出去。


3.如权利要求2所述的建筑物沉降监测装置，其特征在于，由金属防水材料构成，顶部是帽檐结构，底部是中空的容器结构，所述光发射器、光接收器、图像采集器、控制器、通信模块和传感器均设置在所述容器内。


4.一种建筑物沉降监测系统，其特征在于，包括数据处理系统和安装在N个建筑物的监测点上的N个沉降监测装置，N个沉降监测装置分别标记为1,2,…,N，N为自然数，且N≥3，建筑物、监测点和沉降监测装置一一对应；所述N个监测点大致处在同一水平面内，所述N个沉降监测装置均按照相同的标准进行安装；每个沉降监测装置均包括：光发射器、光接收器、图像采集器、控制器和通信模块；沉降监测装置1的光发射器指向沉降监测装置2的光接收器，沉降监测装置2的光发射器指向沉降监测装置3的光接收器，依此类推，沉降监测装置N的光发射器指向沉降监测装置1的光接收器，形成一个闭合回路；在每个沉降监测装置内部，图像采集器对准光接收器，用于采集光接收器上的光斑图像，控制器用于将图像采集器采集的光斑图像和对应的监测点的身份信息通过通信模块发送到数据处理系统；数据处理系统用于将采集的每个监测点的光斑图像与其基准图像进行比较，计算光斑的位移量，得到该光斑来自的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明来，黄晓杰，张方文，陈宇磊，汤凯，曹肖可，
申请(专利权)人：浙江长芯光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33